У 1907 році німецький біохімік Едуард Бухнер отримав Нобелівську премію з хімії. Науковець виявив, що якщо дріжджові клітини подрібнити з певними речовинами, а потім протиснути через тканинний мішок, то отримана безклітинна рідина викликає спиртове бродіння. Більш ніж 20-річне вивчення бродіння цукру розширило знання про проміжні метаболічні процеси в усіх живих формах. Відкриття зруйнувало концепцію про те, що «життєва сила» необхідна для бродіння та інших реакцій у живих клітинах, і допомогло закласти фундамент сучасної біохімії. Докладніше про мюнхенського новатора та його внесок у науку читайте далі на imunich.
Дитинство й освіта
Науковець народився 20 травня 1860 року в Мюнхені в сім’ї екстраординарного лікаря судової медицини й гінекології. Після ранньої смерті батька в 1872 році Едуард вступив до гімназії, а згодом почав працювати на фабриці консервів. Ця робота не була достатньо оплачуваною, зате ознайомила юнака з процесом бродіння, що пізніше став основою його успіху.
У 1884 році Бухнер почав вивчати в мюнхенському Ботанічному інституті хімію під керівництвом німецького хіміка-органіка, лауреата Нобелівської премії з хімії 1905 року Адольфа фон Беєра. Крім того, хлопець опановував ботаніку під контролем Карла Негелі – швейцарського ботаніка, який вивчав поділ клітин і запилення, але прославився як людина, яка відмовляла Грегора Менделя від його подальшої роботи над генетикою.
Контролював навчання Бухнера і його старший на 10 років брат Ганс, який став бактеріологом. Він посприяв виходу у світ першої публікації Бухнера – Der Einfluss des Sauerstoffs auf Gärungen – про вплив кисню на бродіння (1885). У процесі досліджень з органічної хімії молодому вченому допомагали асистенти лабораторії вишу Теодор Курціус та Ганс фон Пехманн. Певний час Бухнер пропрацював у лабораторії німецького хіміка Отто Фішера в місті Ерланґені. У 1888 році він здобув докторський ступінь у Мюнхенському університеті імені Людвіга-Максиміліана.
Викладацька діяльність і важливі досліди
У 1999 році Бухнера призначили асистентом викладача в органічній лабораторії Адольфа фон Беєра Мюнхенського університету імені Людвіга-Максиміліана, а в 1891-му – викладачем цього вишу.
Завдяки спеціальному грошовому гранту від фон Беєра Бухнер створив невелику лабораторію з хімії бродіння, де нерідко читав студентам лекції і проводив експерименти з хімічного бродіння. У 1893 році він провів перші досліди над розділенням дріжджових клітин, хоча й колеги його не підтримали: таку ферментацію вже раніше детально описали інші вчені.
Восени 1893 року Бухнер очолив аналітичний відділ лабораторії німецького хіміка Теодора Курціуса в Кільському університеті імені Крістіана Альбрехта. У 1895 році хімік отримав там вчене звання професора.
У 1896 році Бухнер став екстраординарним професором аналітичної та фармацевтичної хімії в хімічній лабораторії Ганса фон Пехманна в Тюбінгенському університеті. Восени того ж року він поновив свої дослідження вмісту дріжджової клітини в Гігієнічному інституті в Мюнхені, де його брат Ганс був членом Ради директорів. Отримавши доступ до необхідних приміщень і коштів, вчений мав змогу працювати у великих масштабах.
Попри відсутність заохочення і матеріальної підтримки, Бухнер продовжував досліджувати процес бродіння і досяг значних успіхів упродовж 1896–1897 років. 9 січня 1897 року мюнхенець вперше надіслав статтю Über alkoholische Gärung ohne Hefezellen («Про спиртове бродіння без дріжджових клітин») у німецький науковий хімічний журнал Chemische Berichte.
У жовтні 1898 року Бухнер став завідувачем кафедри загальної хімії в сільськогосподарському коледжі Берлінського університету імені Гумбольдта. Тут він також читав лекції з сільськогосподарської хімії та сільськогосподарських хімічних експериментів, а також розповідав про бродіння в цукровій промисловості. Робота у виші посприяла проведенню біохімічних досліджень.
Щоби мати фінанси для наукових досліджень і можливість навчати своїх помічників самостійно, у 1900 році Бухнер отримав у цьому ж виші габілітацію, тобто набув другого наукового ступеня, який присуджують у західноєвропейських та латиноамериканських університетах. Він відповідає українському ступеню доктора наук.
Результати своїх відкриттів щодо спиртового бродіння цукру Бухнер виклав у книзі Die Zymasegärung («Зимоз») 1903 року (зимоз – процес ферментації, що відбувається під дією дріжджів).
Нобелівська премія
Едуард Бухнер провів експеримент, що полягав у виготовленні безклітинного екстракту дріжджових клітин. Виявилося, що ця рідина може зброджувати цукор. Це довело, що для бродіння не обов’язково потрібні живі дріжджові клітини.
Безклітинний екстракт дослідник отримував шляхом поєднання сухих дріжджових клітин, кварцу та діатоміту, після чого дрібнив дріжджові клітини товкачем. Через деякий час суміш ставала вологою, адже виходив вміст дріжджових клітин. Після цього вчений пропускав суміш через прес, а до отриманого «пресованого соку» додавав глюкозу, фруктозу або мальтозу. Упродовж кількох днів інколи виділявся вуглекислий газ.
Якось в екстракті Бухнер не виявив під мікроскопом живих дріжджових клітин. Тоді він припустив, що дріжджові клітини виділяють білки в довкілля для ферментації цукру, але пізніше встановив, що бродіння відбувається всередині клітин.
У 1907 році мюнхенця вшанували Нобелівською премією з хімії за біохімічні дослідження та відкриття позаклітинного бродіння. У 1909 році його перевели до Вроцлавського університету, а через два роки – до Вюрцбурзького.
Що цікаво, шведський хімік і винахідник Альфред Нобель, який заснував відому премію, добре розумівся на бізнесі, володіючи маркетинговими знаннями. Нобель скористався економічним бумом, спричиненим війною, виготовляючи зброю і будуючи тунелі. За життя Нобелю видали 355 патентів на міжнародному рівні. Накопичений під час війни та в мирний час статок меланхолійний одинак Нобель віддав для щорічних призів, які присуджуються за видатні наукові дослідження – Нобелівську премію. Після смерті благодійника його підопічні створили ще понад 90 заводів з виробництва озброєння, попри віру хіміка в пацифізм, тобто осуд будь-якої війни.
Спочатку Нобелівські премії присуджувалися дослідникам і письменникам, які вже мали суспільне визнання та поважний вік. Лише в рідкісних випадках приз отримували молоді ентузіасти.
Присудження премії Бухнеру не було несподіванкою, адже вчений перевершив усіх, хто досліджував життєві процеси клітин. Раніше вважалося, що дослідження метаболізму харчових продуктів необхідно проводити на живих тваринах. Це планувалося робити за закритими дверима лабораторій, аби уникнути провокації громадськості, яка, хоча й зацікавлена у здоров’ї та лікуванні, все ж стурбована добробутом тварин. Мюнхенцю вдалося досягти мети у звичайній хімічній лабораторії.
Військова служба
У роки Першої світової війни Бухнер приєднався до війська. Під час служби в польовому шпиталі в Румунії майора Бухнера поранили, зокрема це сталося 3 серпня 1917 року. Від цих поранень науковець 13 серпня помер.