«Життя – це хімічні коливання», – саме таким принципом користувався Феодор Лінен під час проведення своїх досліджень. З’ясувавши структуру «активованої оцтової кислоти», він заклав основи для розуміння багатьох клітинних процесів та вивчення таких захворювань, як діабет і атеросклероз. Біохімік виявив механізм та регуляцію метаболізму холестерину й жирних кислот, завдяки чому став лауреатом Нобелівської премії з фізіології або медицини в 1964 році. Докладніше далі на imunich.
Дитинство й освіта
Науковець народився 6 квітня 1911 року в Мюнхені в багатодітній сім’ї професора машинобудування. З раннього дитинства він виявляв активний інтерес до хімії, проводячи експерименти на горищі вілли своїх батьків. Після вибуху, який спричинив легкі травми обличчя та рук, Феодор тимчасово призупинив свої експерименти.
На початку 1930-х років Мюнхен став осередком вивчення органічної хімії. Саме тут викладали та проводили свої дослідження Юстус фон Лібіх, Адольф фон Баєр і Річард Вільштеттер. Діапазон тем був широким, вчені вивчали не лише будову природних речовин, а й хімічні перетворення в живих клітинах. Лінен вирішив приєднатися до списку науковців, тож вступив до Мюнхенського університету Людвіга-Максиміліана вивчати хімію.
Академічна діяльність
У 1937 році Феодор захистив дисертацію про токсичні речовини в мухоморах. Згодом він зацікавився метаболічними процесами в дріжджах. У 1942 році він почав викладати хімію в рідному виші. Через 5 років став доцентом, а в 1953-му – професором біохімії. Ще через рік Лінен очолив у Мюнхені Інститут клітинної хімії Макса Планка (з 1972-го – Інститут біохімії Макса Планка).
Мюнхенець присвятив життя з’ясуванню хімічних деталей метаболічних процесів у живих клітинах і механізмів метаболічної регуляції. Серед тем, які він вивчав разом із німецькими та іншими дослідниками: ефект Пастера (зниження споживання глюкози й припинення продукування молочної кислоти клітиною в присутності кисню); розпад оцтової кислоти в дріжджах; хімічна структура «активованої оцтової кислоти»; розкладання жирних кислот і утворення ацетооцтової кислоти; біосинтез цистеїну, каучуку тощо.
За 37 років викладацької діяльності в лабораторіях Лінена встигло попрацювати 88 студентів і докторантів, а ще кілька аспірантів і запрошених вчених. Багато з його студентів пізніше були призначені професорами в університетах або працювали в наукових інститутах.
Основне відкриття
Тогочасні вчені вже знали, що оцтова кислота відіграє центральну роль у метаболізмі: вона утворюється під час спалювання вуглеводів, жирів і білків, а також є компонентом різних біомолекул. Однак вони не розуміли, як саме відбуваються хімічні реакції, зважаючи на те, що оцтова кислота реагує дуже повільно, а отже, має існувати її активатор.
Лінен спробував перетворити оцтову кислоту в лимонну. Після цього інший вчений – Генріх Віланд, з яким співпрацював Лінен, – вирішив струсити дріжджові клітини разом із киснем, що спричинило до використання всіх корисних речовин. Вчені дослідили, що якщо після цього додати до дріжджів оцтову кислоту, то вона зможе окислити їх лише через кілька годин, після чого дріжджі будуть придатні для виробництва енергії.
Феодор Лінен помилково припустив, що оцтова кислота отримала свій енергетичний приріст через додавання фосфатної групи. Утім, досліди з оцтовою кислотою і неорганічним фосфатом довели протилежне. Зрозуміти процес вдалося лише через багато років.
Каталізатором стало відкриття німецько-американського біохіміка Франца Ліпмана. Науковець виділив раніше невідомий кофермент з екстракту печінки голуба в 1947 році, назвавши його коферментом А. Він містив пантотенову кислоту (вітамін В5), аденозин, фосфат і сірку й безпосередньо брав участь у реакціях ацетилювання (а отже, міг містити «активовану оцтову кислоту»). Труднощі виникли зі структурою сполуки: вона настільки складна, що було незрозуміло, як ацетил зв’язується з коферментом.
Згодом Лінен подумав про те, що залишковий ацетат може бути зв’язаний не з пантотеновою кислотою, а сіркою. Він провів експерименти, що підтвердили його правоту. Після двох місяців досліджень мюнхенець виклав свої висновки на папір. Публікація вразила американських біохіміків.
Тож Лінен виявив, що для запуску процесу холестерину необхідний ацетат, активований коеферментом А. Він відкрив хімічну структуру ацетил-КоА (ацетил-коферменту А), що посприяло детальному розумінню біохімічних процесів. Іншими словами, Лінен зібрав шматки головоломки в правильну комбінацію, розкривши структуру ацетил-КоА – первинного метаболіту, важливої сполуки в обміні речовин, що використовується в багатьох біохімічних реакціях. Ця сполука також відома як «активована оцтова кислота».
Роз’яснення структури «активованої оцтової кислоти» принесло Лінену міжнародне визнання. У 1964 році він отримав Нобелівську премію з фізіології або медицини. Відкриття Лінена надзвичайно важливе, адже допомагає зрозуміти, як холестерин впливає на захворювання серця. Премію Лінен розділив зі ще одним біохіміком – Конрадом Блохом.
Загалом, холестерин – жироподібна речовина, що надходить в організм разом із продуктами харчування та синтезується в печінці. Печінка є своєрідною фабрикою, яка перероблює холестерин на різні типи, залежно від потреб організму. Холестерин у невеликій кількості необхідний для організму, оскільки міститься в складі клітинних мембран, виконує синтез гормонів та інших важливих речовин.
Надлишок холестерину в крові розвиває атеросклероз, тобто холестерин відкладається на стінках судин, що може призвести до погіршеного кровопостачання головного мозку, серця та інших органів. Атеросклероз – основна причина розвитку інфаркту міокарда, ішемічного інсульту, ішемічної хвороби серця. Крім того, підвищений холестерин призводить до утворення каменів у жовчному міхурі.
Визнання
Крім найголовнішого досягнення, себто Нобелівської премії, Лінен також став володарем медалей від Американського товариства європейських хіміків і фармацевтів, Німецького хімічного товариства, Німецької національної академії наук Leopoldina та Товариства фізіологічної хімії.
Він став членом Баварської академії наук, Німецької національної академії наук Leopoldina, почесним членом Товариства Гарві, Американського товариства біохіміків та інших наукових структур.
Особисте життя
У 1937 році біохімік одружився з Євою Віланд – дочкою його вчителя. Вони стали батьками п’ятьох дітей. Попри любов до роботи, сам Лінен ніколи не дозволяв їй стати його одержимістю. Біохімік завжди знаходив час, щоби насолоджуватися життям. Він вимагав від своїх підданих найвищої продуктивності, як і від себе самого, але в позаробочий час Лінен вмів відпочивати й відволікатися від думок про науку.
Зокрема, вчений організовував для своїх студентів і колег лижні прогулянки та походи в Альпи, карнавальні свята, вечірки, товариські зустрічі в пивному саду тощо. До слова, виправляв докторську дисертацію Феодор у пивному саду фестивалю «Октоберфест».
Новатор помер в рідному Мюнхені в 1979 році, через 6 тижнів після операції з видалення аневризми.