Hans Krebs: Hayatta Kalmanın Kimyası

Mart 1937'de, Sheffield'daki bir laboratuvarda, Hans Krebs (Hans Krebs) ve bir meslektaşı, yeni öldürülmüş bir güvercinin göğüs kasını kıyma haline getirdiler, bir çözelti içinde askıya aldılar ve sonraki yarım saat boyunca metabolik hızının düşüşünü izlediler. Ardından sitrik asit tuzları eklediler ve doku yaklaşık üç kat daha uzun süre solunum yapmaya devam etti. Bunun nedenini açıklayan makale Nature dergisi tarafından reddedildi. On altı yıl sonra Nobel Ödülü'nü kazandı.

Cerrahın Oğlu

Krebs, 25 Ağustos 1900'de Almanya'nın Hildesheim kentinde, kulak, burun ve boğaz cerrahı Georg Krebs (Georg Krebs) ve Alma Davidson'un (Alma Davidson) oğlu olarak dünyaya geldi. Memleketindeki Gymnasium Andreanum'da okudu ve ardından 1918'den 1923'e kadar Göttingen, Freiburg ve Berlin olmak üzere üç üniversitede tıp okudu, 1925'te Hamburg Üniversitesi'nden tıp doktoru unvanını aldı. Daha sonra Berlin'de bir yıl daha kimya okudu; bu karar bir hekimi biyokimyager haline getirdi.

Otto Warburg'un Çırağı

1926'dan 1930'a kadar Krebs, Berlin'deki Kaiser Wilhelm Biyoloji Enstitüsü'nde Otto Warburg'un (Otto Warburg) asistanı olarak çalıştı. Warburg, Alman biyokimyasındaki en zorlu deneyciydi ve bu çıraklık dönemi Krebs'e kariyerini tanımlayacak tekniği kazandırdı: canlı bir hazırlığın kimyasının hala çalışırken ölçülebildiği, solunum yapan doku kesitlerinin nicel çalışması. Krebs daha sonra Altona ve Freiburg'daki hastanelerde Profesör Lichtwitz (Lichtwitz) ve Thannhauser'in (Thannhauser) yönetiminde görev yaptı.

İlk Döngü

Freiburg'da, Kurt Henseleit (Kurt Henseleit) adlı bir araştırma öğrencisiyle çalışırken, Krebs memelilerin amonyaktan nasıl kurtulduğu sorununu çözdü. 1932'de yayınlanan cevap, amonyakın karaciğerde üreye dönüştüğüydü; bu, idrarla atılan ve amino asit arjininin ana kaynağı olan çok daha az toksik bir bileşikti. Mekanizma, şeklinden daha az önemliydi. Bu bir döngüydü: girdilerini tüketen, ürününü serbest bırakan ve kendi başlangıç malzemesini yeniden üreten, tekrar çalışmaya hazır bir reaksiyon dizisi. Bu, şimdiye kadar keşfedilen ilk döngüsel metabolik yoldu ve Frederick Gowland Hopkins (Frederick Gowland Hopkins), 1932 kışında bu çalışmayı Kraliyet Cemiyeti'ne sundu.

İşten Çıkarılma, 1933

Nisan 1933'te Nazi hükümeti onu Freiburg Üniversitesi'nin tıp kliniğindeki görevinden uzaklaştırdı; ataması o yılın Haziran ayında resmen sona erdi. Alman literatüründeki üre çalışmalarını takip eden Hopkins, onu Cambridge'e davet etti. Krebs, Temmuz 1933'te Rockefeller bursiyeri olarak ve ardından 1935'e kadar sürdürdüğü Biyokimya Bölümü'nde gösterici olarak geldi. Almanya'nın kaybı tam ve kalıcıydı: vücuttaki her hücrenin besinden nasıl enerji çıkardığını açıklayacak olan adam, çalışma hayatının geri kalanını İngiltere'de geçirdi.

Güvercin Göğsü Deneyi

1935'te Krebs, Sheffield Üniversitesi'ne Farmakoloji öğretim görevlisi olarak geçti. Orada, William Johnson (William Johnson) ile birlikte, ikinci ve daha büyük döngüsünü üreten güvercin kası deneylerini yürüttü. Sitratın solunumu üç kat uzattığı gözlemi, sezgilere aykırı bir şeye işaret ediyordu: sitrik asit bir yakıt olarak tüketilmiyor, şekerin parçalanma ürünlerini tüketen, karbondioksit salan ve kendini yenileyen kapalı bir döngü içinde katalitik olarak hareket ediyordu.

Sitrik asit döngüsünün açıkladığı şey, hayvan yaşamının merkezi işlemidir. Şekerler, yağlar ve protein bileşenleri buna beslenir ve karbondioksit, su ve enerjiye dönüştürülür; açığa çıkan elektronlar, hücrenin kimyasal enerji rezervuarı olan adenozin trifosfat formunda yüksek enerjili fosfat bağları oluşturmak için kullanılır. Britannica'nın değerlendirmesi, döngünün "neredeyse tüm metabolik reaksiyonlar için merkezi olduğu ve yüksek organizmalarda gıdadan elde edilen enerjinin üçte ikisinin kaynağı olduğu" yönündedir. Nature, 1937'de bunu yayınlamayı reddetti.

Sheffield ve Oxford

Krebs, 1945'te Sheffield'da profesör oldu ve 1954'te Oxford'a Whitley Biyokimya Profesörü olarak geçti, burada 1967'ye kadar öğretim üyeliğinde kaldı. Döngüler bulmaya devam etti: H. L. Kornberg (H. L. Kornberg) ile çalışarak bitkilerde ve mikroorganizmalarda glioksilat döngüsünü tanımladı ve 1957'de ikisi canlı maddedeki enerji dönüşümleri üzerine bir rapor yayınladı. 1947'de Kraliyet Cemiyeti Üyesi seçildi, 1954'te Kraliyet Madalyası aldı, 1958'de şövalye ilan edildi ve 1961'de Kraliyet Cemiyeti'nin Copley Madalyası ile ödüllendirildi. 1953'te Fritz Lipmann (Fritz Lipmann) ile Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü paylaştı, alıntı basitçe "sitrik asit döngüsünü keşfinden dolayı" şeklindeydi.

1938'de Margaret Cicely Fieldhouse (Margaret Cicely Fieldhouse) ile evlendi; Paul ve John adında iki oğlu ve Helen adında bir kızı vardı. 22 Kasım 1981'de Oxford'da seksen bir yaşında öldü.

Hans Neden Dahi Olarak Adlandırılır

Buradaki ayırt edici yetenek matematiksel güç veya teorik cüret değil, özel bir tür örüntü tanımadır: kimyasal ara maddeler listesine bakıp herkesin bir çizgi gördüğü yerde bir daire görme yeteneği. Metabolizma, besinden atığa giden bir zincir olarak hayal edilmişti. Krebs, iki kez, bunun döngüler halinde çalıştığını buldu — bir molekülün canlı bir hücre içinde kendi kendini yenilemesi için bir katalizör olabileceğini. Üre döngüsü tanımlanan ilk böyle yoldu ve sitrik asit döngüsünün aerobik yaşamın makine dairesi olduğu ortaya çıktı. Bu, birinci dereceden kavramsal bir hamledir ve spekülasyonla değil, hala canlı olan dokunun amansız nicel ölçümüyle kazanılmıştır.

Dürüst karşı argümanı belirtmeye değer. Bunu mümkün kılan teknik — solunum yapan doku hazırlıklarının manometrik çalışması — onu icat etmek yerine Otto Warburg'dan miras aldı. Her iki döngü de Henseleit ve Johnson ile işbirliği içinde bulundu ve Nobel paylaşıldı. Ve Nature reddi öğreticidir: 1937'deki uzman çağdaşlar için çalışma devrim niteliğinde okunmadı, çünkü bir vahiy olarak duyurulmak yerine artışlardan bir araya getirilmişti. Hiçbir yasa veya denklem Krebs'in adını taşımaz; bir metabolik yol taşır. Başarısı tekil olmaktan ziyade ampirik ve kümülatiftir, bu yüzden hiçbir zaman revize edilmesine gerek kalmamıştır.

Miras

Krebs döngüsü artık dünyadaki her biyoloji öğrencisine, genellikle tek bir sayfadaki bir diyagram olarak öğretilir, bu da onu görmenin ne kadar zor olduğunu gizler. Keşfi, biyokimyayı tanımlayıcı bir bilimden mekanistik bir bilime dönüştürdü ve hücresel enerjiye dair modern anlayışın ve tıbbın metabolik hastalık kavrayışının çoğunun hala dayandığı çerçeveyi sağladı. 1933'te kendi ülkesi tarafından işten çıkarılan bir mülteci, taşra İngiliz laboratuvarından canlıların nasıl hayatta kaldığını açıkladı.