Роберт Хилл¶

Роберт Хилл (англ. Robert Hill; 2 апреля 1899, Лимингтон-Спа, Уорикшир, Англия — 15 марта 1991, Кембридж, Англия) — британский биохимик, один из основоположников фотосинтетической биохимии. Наиболее известен открытием так называемой «реакции Хилла» (1937), которая впервые продемонстрировала, что выделение кислорода в процессе фотосинтеза происходит из воды, а не из углекислого газа. Его работы заложили основы для понимания световой стадии фотосинтеза и механизма работы фотосистем.

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Роберт Хилл родился 2 апреля 1899 года в семье учителя. С детства проявлял интерес к естественным наукам. Окончил школу в Бирмингеме, после чего поступил в Кембриджский университет (колледж Эммануэль). Первоначально изучал химию, но под влиянием лекций биохимика Фредерика Гоуленда Хопкинса переключился на биохимию. В 1922 году получил степень бакалавра, а в 1925 году — докторскую степень (PhD) за исследования гемоглобина.

¶Научная карьера

После защиты диссертации Хилл остался работать в Кембридже, в лаборатории биохимии. В 1930-е годы его интересы сместились в сторону фотосинтеза. В 1937 году он опубликовал знаменитую работу, описывающую выделение кислорода изолированными хлоропластами в присутствии искусственного акцептора электронов. Этот эксперимент, получивший название «реакция Хилла», стал прорывом, так как до этого считалось, что кислород образуется из углекислого газа.

В 1943 году Хилл был избран членом Лондонского королевского общества (FRS). В 1946 году он стал профессором биохимии в Кембридже. На протяжении 1950–1960-х годов он продолжал исследования фотосинтеза, в частности, изучал механизмы переноса электронов и роль цитохромов. В 1960 году совместно с Фредериком Бендаллом он опубликовал работу, в которой впервые была предложена Z-схема фотосинтеза — модель, описывающая последовательность переноса электронов между фотосистемами.

Хилл вышел на пенсию в 1966 году, но продолжал активную научную работу до конца жизни. Скончался 15 марта 1991 года в Кембридже в возрасте 91 года.

¶Научные достижения

¶Реакция Хилла

Основное открытие Хилла было сделано в 1937 году. Он показал, что изолированные хлоропласты, помещённые в раствор с искусственным акцептором электронов (например, феррицианидом калия), при освещении выделяют кислород. При этом углекислый газ не участвует в реакции. Это экспериментально доказало, что источником кислорода при фотосинтезе является вода (H₂O), а не углекислый газ (CO₂). Реакция Хилла описывается уравнением:

2 H₂O + 2 A + свет → O₂ + 2 AH₂

где A — акцептор электронов.

Это открытие опровергло господствовавшую ранее гипотезу, согласно которой кислород образуется из углекислого газа в результате его восстановления. Реакция Хилла стала первым экспериментальным доказательством того, что фотосинтез состоит из двух независимых стадий: световой (зависящей от света) и темновой (не зависящей от света).

¶Z-схема фотосинтеза

В 1960 году Роберт Хилл совместно с Фредериком Бендаллом опубликовал работу, в которой была предложена Z-схема фотосинтеза. Эта модель описывает последовательный перенос электронов от воды к NADP⁺ через две фотосистемы (ФС II и ФС I), соединённые цепью переносчиков. Z-схема объясняет, как энергия света используется для создания высокоэнергетических соединений (АТФ и NADPH), необходимых для темновой стадии. Эта модель остаётся основой современного понимания фотосинтетического переноса электронов.

¶Другие исследования

Хилл также внёс вклад в изучение цитохромов — белков, участвующих в переносе электронов. Он впервые выделил цитохром f (ныне известный как цитохром b6f), который играет ключевую роль в Z-схеме. Кроме того, он разработал методы выделения и изучения хлоропластов, которые стали стандартными в биохимии фотосинтеза.

¶Признание и награды

• 1943 — избран членом Лондонского королевского общества (FRS).
• 1958 — награждён Королевской медалью Лондонского королевского общества за вклад в биохимию фотосинтеза.
• 1963 — удостоен премии Чарльза Кеттеринга (США) за исследования фотосинтеза.
• 1975 — награждён медалью Копли Лондонского королевского общества — одной из высших научных наград Великобритании.

В его честь названа «реакция Хилла» и «медаль Роберта Хилла», присуждаемая Британским обществом фотосинтеза за выдающиеся достижения в этой области.

¶Влияние на науку

Работы Роберта Хилла заложили фундамент для современной фотосинтетической биохимии. Его открытие реакции Хилла позволило учёным изучать световую стадию фотосинтеза изолированно, что привело к пониманию механизмов работы фотосистем, переноса электронов и синтеза АТФ. Z-схема, разработанная им совместно с Бендаллом, остаётся общепринятой моделью фотосинтетического переноса электронов.

Исследования Хилла также имели практическое значение: они способствовали развитию методов искусственного фотосинтеза, направленных на создание возобновляемых источников энергии. Кроме того, его работы по выделению хлоропластов стали основой для многих экспериментальных подходов в физиологии растений.

¶Интересные факты

• Хилл был известен своей скромностью и нежеланием публичной известности. Он редко давал интервью и не стремился к популяризации своих работ.
• Несмотря на то, что его открытие было сделано в 1937 году, полное признание реакции Хилла пришло только после Второй мировой войны, когда другие учёные подтвердили его результаты.
• Хилл был близким другом биохимика Дэвида Килина, вместе с которым они изучали цитохромы.
• В свободное время Хилл увлекался садоводством и ботаникой, что, по его собственным словам, помогало ему в исследованиях фотосинтеза.

¶Источники

• Hill, R. (1937). Oxygen evolution by isolated chloroplasts. Nature, 139(3525), 881–882.
• Hill, R., & Bendall, F. (1960). Function of the two cytochrome components in chloroplasts: a working hypothesis. Nature, 186(4720), 136–137.
• Walker, D. A. (1991). Robert Hill (1899–1991). Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 38, 183–199.
• Rabinowitch, E. I. (1945). Photosynthesis and Related Processes. Interscience Publishers.
• Некрасов, В. В. (1970). Фотосинтез: биохимия и физиология. Москва: Наука.