Albrecht Kossel

Albrecht Kossel

Albrecht Kossel (ur . 16 września 1853 r. W Rostocku , † 5 lipca 1927 r. W Heidelbergu ) był niemieckim lekarzem , fizjologiem i biochemikiem . W 1910 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny .

Żyj i działaj

Grób rodzinny w Bergfriedhof (Heidelberg) w sekcji X.

Albrecht Kossel był najstarszym synem biznesmena, armatora , dyrektora banku i pruskiego konsula Karla Albrechta Kossela i Klary z domu Jeppe. Albrecht Kossel był żonaty z Luise z domu Holtzmann, córką Adolfa Holtzmanna . Małżeństwo miał córkę i syna, fizyk Walther Kossel , który odkrył specyficzną zakłóceń zjawisko z promieniowania rentgenowskiego na kryształach.

Kossel uczęszczał do liceum w Rostocku i rozpoczął studia medyczne na nowo założonym Uniwersytecie w Strasburgu w 1872 roku . Tam szczególny wpływ wywarły na niego wykłady Heinricha Antona de Bary , Heinricha Wilhelma Waldeyera , Augusta Kundta , Adolfa von Baeyera, a przede wszystkim Felixa Hoppe-Seylera . Po kolejnych czterech semestrach na Uniwersytecie w Rostocku zdał tam swój ostatni egzamin medyczny w 1877 roku i uzyskał tytuł Dr. med. Dr .

Od 1877 r. Był już asystentem w Hoppe-Seyler w Strasburgu, a habilitację z chemii fizjologicznej i higieny uzyskał w 1881 r. W 1883 r. Emil du Bois-Reymond mianował go kierownikiem oddziału chemicznego Berlińskiego Instytutu Fizjologii . Tutaj również został mianowany profesorem nadzwyczajnym wydziału lekarskiego. W 1895 roku Kossel poszedł na katedrę fizjologii na Philipps University w Marburgu i został dyrektorem tamtejszego instytutu fizjologicznego. W 1901 roku przyjął posadę na Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg jako następca Wilhelma Friedricha Kühne i Hermanna von Helmholtza . Do 1924 r. Kierował tam Zakładem Fizjologicznym. Następnie kierował Instytutem Badań Białek, który założył w 1920 roku, aż do śmierci. Kosselowi powierzono VII Międzynarodowy Kongres Fizjologiczny, który odbył się w Heidelbergu w 1907 roku. W 1910 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny .

Po przejściu na emeryturę Kossel nadal mieszkał w Heidelbergu. Grób rodzinny znajduje się na cmentarzu górskim w Heidelbergu .

Dziedziny naukowe

Odkrycie zasad nukleinowych

W 1878 roku Kossel rozpoczął w Strasburgu kontynuację pracy Friedricha Mieschera . W 1869 roku w laboratorium Felixa Hoppe-Seylera w Tybindze Miescher uzyskał nieznaną wcześniej substancję zawierającą fosfor z izolowanych jąder komórkowych leukocytów ropy, którą nazwał jądrem. Kossel był w stanie udowodnić, że tkanki i narządy bogate w jądra komórkowe zawierają również więcej nukleinowego kwasu fosforowego. Ponadto ukierunkowane eksperymenty głodzenia na kurczętach i gołębiach wykazały, że nukleina nie jest substancją rezerwową. Ilość nuklein zmieniła się nieznacznie, niezależnie od tego, czy organizm głodował, czy nie. Na tej podstawie Kossel doszedł do wniosku, że funkcji nukleiny należy szukać w tworzeniu nowej tkanki. W 1883 roku był w stanie udowodnić, że guanina jest produktem rozpadu nukleiny uzyskanej z gęsiej krwi. Guanina jest znana od 1844 roku jako baza bogata w azot, która gromadzi się w odchodach ssaków i ptaków. Pierwsze odkrycia dotyczące występowania guaniny w jądrze komórkowym miały miejsce od 1874 roku. Wrócili do szwajcarskiego chemika Julesa Piccarda , który zapytany przez Friedricha Mieschera zbadał „kwas nukleinowy nasienia łososia”. 12 stycznia 1885 roku Kossel poinformował Berlińskie Towarzystwo Chemiczne o ważnym odkryciu: był w stanie wyodrębnić bogatą w azot zasadę o wzorze cząsteczkowym C 5 H 5 N 5 z dużej ilości bydlęcej trzustki , dla której wyprowadził od greckiego słowa „aden” oznaczającego gruczoł, które sugerowało nazwę adenina . Nieco później Kossel również odkrył, że jest to produkt rozpadu nukleiny drożdży.

W 1889 roku Richard Altmann odniósł sukces w oddzieleniu zawartości białka od jądra drożdży i wyizolowaniu kwasu organicznego zawierającego fosfor. Nazwał to kwasem nukleinowym . Kossel i jego asystent byli w stanie wyprodukować ten kwas nukleinowy metodą Altmanna, a następnie wykryć adeninę i guaninę jako produkty rozszczepienia. Okazało się, że częścią kwasu nukleinowego musiał być również węglowodan. Kossel wybrał zbiorczą nazwę „ zasady nukleinowe” dla podstawowych substancji guaniny i adeniny oraz ich pochodnych .

W listopadzie 1893 Kossel poinformował o dalszych odkryciach. Wraz ze swoim asystentem Albertem Neumannem wydobył kwas nukleinowy z gruczołów grasicy cielęcia i potraktował je kwasem siarkowym. Powstał dobrze skrystalizowany produkt rozszczepienia, dla którego zasugerowano nazwę tymina . W 1894 roku udało im się wyizolować kolejną substancję z gruczołów grasicy. Nazwali to cytozyną .

Po tym, jak formuły strukturalne guaniny i adeniny jako ciała purynowego i tyminy jako ciała pirymidynowego zostały ostatecznie wyjaśnione pod koniec XIX wieku - głównie dzięki syntezom Emila Fischera - Kossel i jego kolega Hermann Steudel (1871–1969 ) byli również w stanie opracować wzór strukturalny zasady nukleinowej cytozyny jako ciałka pirymidynowego jednoznacznie określić. W międzyczasie wykazano, że guaninę, adeninę, a także tyminę i cytozynę można znaleźć we wszystkich żywotnych komórkach. Odkrycia dotyczące tych czterech zasad nukleinowych powinny stanowić podstawę do dalszych badań. Kosselowi udało się scharakteryzować je jako budulec kwasów nukleinowych. W swoim Wykładzie Nobla z 12 grudnia 1910 roku podkreślił:

„Udało mi się zdobyć kilka fragmentów ... które charakteryzują się bardzo specyficznym zbiorem atomów azotu. Są obok siebie ... cytozyna, tymina, adenina i guanina. "

Dzięki tej wiedzy Kossel stworzył niezbędne warunki wstępne do zrozumienia struktury kwasów nukleinowych. Tworzenie par zasad w dwuniciowej makrocząsteczce, której rozmieszczenie przestrzenne jest pokazane przez model podwójnej helisy kwasu dezoksyrybonukleinowego opracowany przez Jamesa D. Watsona i Francisa Cricka w 1953 r. , Wywnioskowano z ilościowych proporcji zaangażowanych zasad nukleinowych . Później uznano, że sekwencja tych czterech zasad w poszczególnych odcinkach nici cząsteczki DNA genetycznie koduje informacje potrzebne do budowy białek . Na tym tle Albrecht Kossel jest czasami uznawany za pioniera DNA:

„[H] wyjaśnia chemiczną naturę niektórych elementów budulcowych, z których składają się kwasy nukleinowe, a chromatyna zapewniła nieśmiertelność temu niezwykle skromnemu i niemal nieśmiałemu człowiekowi”.

„Jego wyjaśnienie chemicznej natury niektórych elementów budulcowych, z których składają się kwasy nukleinowe i chromatyna, zapewniło nieśmiertelność temu niezwykle skromnemu i niemal nieśmiałemu człowiekowi”.

- Ulf Lagerkvist : pionierzy DNA i ich dziedzictwo. (1998)

Odkrycie piątej podstawowej zasady nukleinowej w Marburgu w 1900 roku sięga Alberto Ascoli . Podziękowanie Ascoli na końcu jego publikacji wskazuje, że Kossel był w to zamieszany.

Dalsza praca naukowa

Oprócz adeniny, Kossel znalazł inną, wcześniej nieznaną substancję w ekstrakcie z herbaty. Okazało się, że substancja była spokrewniona z teobrominą i kofeiną. Emil Fischer odpowiednio scharakteryzował obie substancje. Opierając się na odkryciach Fischera, Kossel stworzył nie tylko wzór empiryczny, ale także wzór strukturalny. Zaproponował nazwę teofilina dla nowej substancji . Siedem lat później Emil Fischer zdołał ją zsyntetyzować.

Badania nad chemią jądra komórkowego pozostawały w centrum zainteresowania Kossela. Już w 1884 roku udało mu się wykryć ciało podobne do białka w jądrze gęsiej krwi. Potwierdziło to przypuszczenie wyrażone już w rozprawie habilitacyjnej, że nukleiny składają się z ciała białkowego i substancji zawierającej fosfor. Kossel zaproponował nazwę histon dla tego białka .

Friedrich Mieschers znalazł podstawową substancję w plemnikach łososia, która była połączona z jądrem w sposób podobny do soli i nazwał ją protaminą . Kossel udowodnił ich białkowy charakter. W protaminie plemników jesiotra, którą nazwano „Sturin”, odkrył nową podstawową substancję - histydynę . Odkrycie miało miejsce w tym samym czasie co Sven Gustaf Hedin . Kossel udowodnił znane już podstawowe aminokwasy argininę i lizynę. Protaminy z łososia (łosoś) i śledzia (clupein) były również używane jako materiały wyjściowe. Protaminy i histony były białkami zawierającymi stosunkowo mniej aminokwasów. Byli przedmiotem różnych dalszych badań. Wraz ze swoim kolegą Friedrichem Kutscherem Kossel opracował nową metodę analizy białek. Ten tak zwany proces srebrowo-barytowy pozostawał przez wiele lat najlepszą metodą analityczną. Umożliwiło ilościowe określenie proporcji trzech podstawowych aminokwasów w najróżniejszych białkach. Rozpoczęły się intensywne poszukiwania przez Kossela zasady porządku dla białek. Później użył do analiz kwasu flawinowego, który tworzy z argininą prawie nierozpuszczalną sól. Okazało się, że guanidynowa część argininy, imidazolowa część histydyny i końcowa grupa aminowa lizyny nie biorą udziału w wiązaniu białek przez peptydy . Kossel podejrzewał, że te niezwiązane azotowe podstruktury mają określone znaczenie biologiczne:

„Wyobrażam sobie cząsteczkę białka w taki sposób, że może ona w każdej chwili odpowiedzieć na atak chemiczny dowolną ze swoich charakterystycznych grup. Tak jak winogrona wiszą na winorośli, cząsteczka białka ma dużą liczbę charakterystycznych grup ... Jeśli wymagane są jakieś specjalne kombinacje, są one już obecne w wrażliwej formie. "

Kossel podejrzewał również, że funkcje białek muszą wynikać z ich budowy chemicznej.

Podstawowa hipoteza Kosselsa, jak to określił, obejmując stanowisko prorektora w auli Uniwersytetu w Heidelbergu, powinna okazać się szczególnie ważna dla rozwoju i podstawowego zrozumienia biochemii: węglowodany i białka często składają się tylko z podobnych, mniejszych sztuk. Jako przykład Kossel podał węglowodany, skrobię i glikogen, które powstają z prostej substancji, glukozy. Tak samo byłoby z białkami, które również składają się z kawałków, aminokwasów.

„Niektóre z tych fragmentów lub segmentów, na przykład leucyna, można powtarzać wiele razy, ale są też inne pomiędzy nimi. ... Sposób przystąpienia ... jest zgodny z prawem ”.

„Substancje białkowe, które zjadają kury, muszą zostać do pewnego stopnia uporządkowane, aby później pojawiły się jako nowy typ białka w zrogowaciałych strukturach skóry, krwi lub chrząstki”.

Z cząsteczek białka roślinnego dostarczanego organizmowi zwierzęcemu aminokwasy powstają w wyniku procesów trawiennych. Z tych elementów budulcowych w organizmie powstałyby wówczas własne białka organizmu. Kossel powiązał tę „hipotezę budulcową” nie tylko z białkami, ale także z tłuszczami, węglowodanami i kwasami nukleinowymi.

Aby udowodnić, że elementy budulcowe wszystkich żywych istot są identyczne, on i jego koledzy zbadali wiele organizmów. Kossel znalazł je w szopach bałtyckich ryb, jarzeniówek z Heidelbergu, drożdży piekarskich, meklemburskich gęsi i bydła, motyli i lwiej paszczy oraz liści herbaty indyjskiej.

Wraz z Henry Drysdale Dakin , Kossel odkrył enzym arginazę , który rozdziela argininę na ornitynę i mocznik .

Rozważania na temat procesów dziedziczenia można znaleźć w jego wykładzie Nobla z grudnia 1910 r. Podkreślił tam, że białka jądra komórkowego, które są luźno związane z kwasem nukleinowym, zawierają niezwykle wysoki udział aminokwasów bogatych w azot. Wysoka zawartość azotu dotyczy również samych kwasów nukleinowych i ostro oddziela obie grupy od pozostałych składników komórki.

"To właśnie te bogate w azot i zawierające fosfor grupy atomowe, których osady ... są najpierw wprawiane w ruch podczas podziału komórki i których transfer do innych komórek stanowi zasadniczą część procesu zapłodnienia."

W przemówieniu na dorocznych obchodach Akademii w Heidelbergu w 1921 roku Kossel powiedział:

„… Podczas zapłodnienia przenoszone są czynniki dziedziczne i dlatego należy je zdeponować w zapłodnionym jaju w najmniejszym wymiarze. Trudno dziś sobie wyobrazić inny sposób zdefiniowania tak wielu układów określających formy i substancje na bardzo małej przestrzeni niż odniesienie ich do przechowywania cząsteczek i atomów. […] Jeśli pomyślimy o literze zamiast każdego bloku budulcowego białka, dokładna lista właściwości organizmu może być dostarczona przez odpowiednią kombinację tych elementów. ... Oprócz nich znajdujemy inne substancje, które mogą zwiększyć możliwości kombinacji! ”

Badania Kossela znalazły odzwierciedlenie w 120 publikacjach. Tuż przed śmiercią w 1927 r. Albrecht Kossel przedstawił poziom swojej wiedzy w obszernej monografii zatytułowanej „Protamine and Histone”.

Redaktor czasopisma chemii fizjologicznej

W 1877 roku Felix Hoppe-Seyler założył czasopismo chemii fizjologicznej dla swojego nowego przedmiotu . Kossel został członkiem kolegium redakcyjnego w 1895 roku, w którego skład wchodzili także biochemicy z zagranicy. Kiedy Hoppe-Seyler zmarł w tym samym roku, Eugen Baumann poprosił Kossela o wspólną publikację czasopisma, które teraz nazywało się czasopismem Hoppe-Seylera dla chemii fizjologicznej . Kossel pozostał redaktorem po śmierci Baumanna w 1896 roku. Czasopismo to miało szczególne znaczenie dla rozwoju chemii fizjologicznej. W skład zespołu redakcyjnego wchodzili znani biochemicy z kraju i zagranicy.

Korona

Centrum spotkań w wiosce studenckiej Marburg, zbudowane w 1963 roku, nosiło nazwę Albrecht-Kossel-Haus (dziś Max-Kade-Zentrum ), aż do wyburzenia w 2012 roku . Nagroda Albrechta Kossela w dziedzinie biochemii jest przyznawana przez Towarzystwo Chemików Niemieckich od 2014 roku . Jego imieniem nazwano Instytut im. Albrechta Kossela na Uniwersytecie w Rostocku .

literatura

linki internetowe

Commons : Albrecht Kossel  - Zbiór zdjęć, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

  1. ^ Matriculations of Albrecht Kossel w portalu immatrykulacyjnym Rostock
  2. ^ A b Wolfgang U. Eckart i Christoph Gradmann : Albrecht Kossel , w: Doctors Lexicon. Od starożytności do współczesności , 1. wydanie CH Beck Munich 1995, s. 219; Wydanie drugie 2001, str. 188f, wydanie trzecie Springer Berlin Heidelberg 2006, str. 196f, ISBN 978-3-540-29584-6 (druk), ISBN 978-3-540-29585-3 (online). Glosariusz medyczny: Albrecht Kossel doi : 10.1007 / 978-3-540-29585-3 .
  3. ↑ Uniwersytet w Heidelbergu: laureat Nagrody Nobla w Heidelbergu , dostęp 8 kwietnia 2017.
  4. ↑ Albrecht Kossel: Do chemii jądra komórkowego . W: Zeitschrift für Physiologische Chemie Tom 7, 1882-1883, s. 7.
  5. ↑ J. Piccard: O protaminie, guaninie i sarkinie jako składnikach nasienia łososia . W: Raporty Niemieckiego Towarzystwa Chemicznego. 1874, s. 1714.
  6. ↑ Albrecht Kossel: O nowej bazie z ciała zwierzęcia . W: Reports of the German Chemical Society: Issue 18, 1885, s.79.
  7. ^ Albrecht Kossel: Dalszy wkład w chemię jądra komórkowego . W: Journal of Physiological Chemistry . Tom 10, 1886, s. 248.
  8. ↑ Albrecht Kossel: O składzie chemicznym komórki. W: Archiwa Anatomii i Fizjologii / Zakład Fizjologiczny. 1891, s. 178.
  9. ↑ A. Kossel, A. Neumann: O tyminie, produkcie rozpadu kwasu nukleinowego . W: Raporty Niemieckiego Towarzystwa Chemicznego . Tom 26, 1893, s. 2753
  10. ↑ Przedstawienie i produkty rozpadu kwasu nukleinowego (kwasu adenylowego). W: Raporty Niemieckiego Towarzystwa Chemicznego. Tom 27, 1894, s. 2215; O kwasie nukleinowym i kwasie tymianowym . W: Journal of Physiological Chemistry. Tom 22, 1896-1897, s.74.
  11. ↑ A. Kossel, H. Steudel: Dalsze badania cytozyny . W: czasopismo Hoppe-Seylera dla chemii fizjologicznej . Tom 38, 1903, s.49.
  12. ↑ a b A. Kossel: O składzie chemicznym jądra komórkowego. W: Munich Medical Weekly. Tom 58, 1911, s. 65. Wykład Nobla 12 października 1910 w Sztokholmie ( angielski ).
  13. ↑ Ulf Lagerkvist o Albrechcie Kosselu w: DNA Pioneers and their Legacy , Yale University Press, New Haven i Londyn, 1998, strona 73.
  14. ↑ A. Ascoli: O nowym produkcie rozkładu nukleiny drożdży . W: czasopismo Hoppe-Seylera dla chemii fizjologicznej. Tom 31, 1900-01, s. 161.
  15. ↑ A. Kossel: O teofilinie, nowym składniku ciebie . W: Journal of Physiological Chemistry. Tom 13, 1889, s. 298.
  16. ↑ A. Kossel: O podobnym do peptona składniku jądra komórkowego . W: Journal of Physiological Chemistry. Tom 8, 1884, s. 511.
  17. ↑ A. Kossel: O podstawowych substancjach jądra komórkowego . W: Journal of Physiological Chemistry Volume . 22, 1896-1897, s. 176.
  18. ↑ A. Kossel, F. Kutscher: Wkład w wiedzę o ciałach białkowych . W: czasopismo Hoppe-Seylera dla chemii fizjologicznej . Tom 31, 1900, s.165.
  19. ↑ A. Kossel, RE Gross: O reprezentacji i ilościowym oznaczaniu argininy. W: czasopismo Hoppe-Seylera dla chemii fizjologicznej. Tom 135, 1924, s. 167.
  20. ↑ S. Edlbacher: Albrecht Kossel to memory , W: Magazyn Hoppe-Seylera dla chemii fizjologicznej. Tom 177, 1927, s.1.
  21. ↑ A. Kossel: Problemy biochemii . Przemówienie rektora w Heidelbergu 24 listopada 1908 r. Drukarnia Uniwersytetu J. Horninga, Heidelberg 1908.
  22. ↑ A. Kossel: O związku biochemii z naukami morfologicznymi . W: Sprawozdania ze spotkań Akademii Nauk w Heidelbergu, klasy matematyczno-przyrodniczej. Dept. B 1921, Abh. 1, strony 1–21, Carl Winters Universitäts-Buchhandlung Heidelberg.
  23. ↑ A. Kossel: protamina i histon . Tom 2 indywidualne prezentacje z zakresu biochemii, red. S. Edlbacher, 1929.
  24. ^ Niemiecka Akademia Nauk Leopoldina: Członkowie: Albrecht Kossel. Źródło 10 grudnia 2019 r .
  25. ↑ Holger Krahnke: Członkowie Akademii Nauk w Getyndze 1751-2001 (= Traktaty Akademii Nauk w Getyndze, klasa filozoficzno-historyczna, postępuj zgodnie z 3, tom 246 = Treatises of the Academy of Sciences w Getyndze, Matematyczno-Fizyczny Class, follow 3, Vol. 50), Vandenhoeck and Ruprecht, Göttingen 2001, ISBN 3-525-82516-1 , s.138 .
  26. ↑ Rosyjska Akademia Nauk: Zagraniczni członkowie Rosyjskiej Akademii Nauk od 1724 r. Źródło 11 grudnia 2019 r. (Po rosyjsku).
dane osobiste
NAZWISKO Kossel, Albrecht
KRÓTKI OPIS Niemiecki lekarz i fizjolog, Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny 1910
DATA URODZENIA 16 września 1853
MIEJSCE URODZENIA Rostock
DATA ŚMIERCI 5 lipca 1927
MIEJSCE ŚMIERCI Heidelberg