ЭДЕЛЬМАН, ДЖЕРАЛЬД МОРИС

ЭДЕЛЬМАН, ДЖЕРАЛЬД МОРИС (Edelman, Gerald Morris) (1929—2014), американский биохимик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1972 (совместно с Р.Портером).

Родился 1 июля 1929 в Нью-Йорке, в семье врача.

После окончания общеобразовательной государственной школы в Нью-Йорке поступил в Урсинус-колледж в Пенсильвании. В 1950 получил степень бакалавра. Продолжил образование в медицинской школе при Пенсильванском университете, которую закончил в 1954, получив медицинский диплом. В течение года работал в Массачусетском госпитале, а в 1955 поступил в Вооруженные силы США. Последующие два года работал врачом-терапевтом в американском госпитале в Париже.

В 1957 он демобилизовался в звании капитана и начал работать в Рокфеллеровском институте, в лаборатории доктора Генри Дж. Кункеля.

Доктор Кункель был известным биохимиком, серьезно занимающимся изучением структуры антител. Антитела (белки глобулиновой фракции сыворотки крови) образуются в ответ на введение в организм человека или теплокровных животных бактерий, вирусов, белковых токсинов и других антигенов. Антитела состоят из иммуноглобулинов (глобулярных белков, содержащихся в сыворотке крови позвоночных животных и человека), которые по размеру молекул и строению делятся на 3 группы: gg (или IgG) с молекулярной массой 140000, gА (или IgA) с молекулярной массой 170 000 и выше, и gM(или IgM) с молекулярной массой 900 000. Связываясь активными участками (центрами) с бактериями или вирусами, антитела препятствуют их размножению или нейтрализуют выделяемые ими токсические вещества.

К началу 1960-х уже было известно, что организм может вырабатывать миллионы антител, каждое из которых взаимодействует со строго определенным веществом, или антителом. Однако, несмотря на такую избирательность в действии, химическая структура различных антител очень схожа.

Из-за того, что антитела имели схожую структуру, отдельные антитела практически невозможно было выделить. Кроме того, еще не было методов очистки антител, а химические методы изучения молекул, применяемые в 1960-е прошлого века, не позволяли изучать столь крупные молекулы.

Эдельман предположил, что можно изучать структуру антител после расщепления молекул иммуноглобулина на более мелкие фрагменты. Под руководством доктора Кункеля он написал докторскую диссертацию (защитил в 1960), посвященную различным способам расщепления молекул иммуноглобулина.

Приблизительно в это же время английский биохимик Родни Портер проводил эксперименты по расщеплению антител. В 1957 ему удалось выделить (вместо неочищенных препаратов фермента) чистый папаин (растительный фермент, катализирующий гидролиз белков, пептидов, амидов и сложных эфиров). Чистый папаин расщеплял молекулу иммуноглобулина на три фрагмента (каждый величиной около одной трети от всей молекулы) двух различных типов.

Опираясь на данные, полученные Портером, в 1961 Эдельману удалось разделить молекулу иммуноглобулина на два компонента, которые впоследствии получили название «легкая и тяжелая цепь».

В свою очередь Портер повторил эксперимент Эдельмана и в 1962 предложил первую удовлетворительную модель структуры IgG.

Ценность модели Портера заключалась в том, что активный участок антитела образован как тяжелой, так и легкой цепями. Это открытие дало толчок к пересмотру взглядов на процесс образования различных антител. Дело в том, что человеческий организм вырабатывает около 10 млн. различных белков иммуноглобулина. Если бы эти белки вырабатывались по схеме «один ген один белок», то вся структура ДНК работала бы только на воспроизводство иммуноглобулинов. Модель Портера показывала, что активные участки Ig образуются из элементов двух различных аминокислотных цепей, что существенно снижает количество генов, необходимых для кодирования с 10 млн. до 3 тыс. тяжелых и 3 тыс. легких цепей.

В 1965 Эдельман начал новую серию исследований для нахождения полной аминокислотной последовательности молекулы IgG миеломы (миелома – злокачественное новообразование костного мозга). К 1969 ему удалось найти последовательность всех 1300 аминокислот, образующих белковую цепь.

В 1967 он выдвинул теорию, объясняющую разнообразие антител. С точки зрения Эдельмана, подобное разнообразие возникает вследствие ошибок в процессе рекомбинации генов. Подтверждение этой теории было получено только в конце 1970-х, когда в арсенале ученых появились методы генной инженерии.

В 1970-е он занимался другими веществами, обладающими способностью активировать клетки иммунной системы. В 1978 предложил новую теорию функционирования головного мозга. С его точки зрения сенсорный раздражитель не индуцирует реакцию заранее определенных клеток мозга, а приводит к отбору среди «конкурирующих» клеточных групп и взаимосвязей.

В 1972 Эдельман (совместно с Р.Портером) стал лауреатом Нобелевской премии «за открытия, касающиеся химической структуры антител».

Начиная с 1974 – он почетный профессор Рокфеллеровского университета.

Член Национальной Академии наук, Американской Академии искусства и науки, Американского общества химиков-биологов, Американской Ассоциации иммунологов.

Член биофизической секции и секции биофизической химии Национального института здоровья (с 1964 по 1967).

Среди наград: премия Спенсера Мориса (Пенсильванский университет, 1954), премия Эли Лилли по биологической химии (Американское химическое общество, 1965), почетная премия Урсинус-колледжа (1969).

Умер Эдельман 17 мая 2014 в Сан Диего, США.

Сочинения: The Structure and Function of Antibodies «Scientific American» (1970); Molecular Machinery of the Membrane «Cambridge, MA: Massachusetts Institute of Technology Press» (1975).

Ирина Шанина