Уильям Джон Янг

Уильям Джон Янг (англ. William John Young, 24 февраля 1878 — 26 марта 1942) — американский биохимик и физиолог растений, известный своими работами в области фотосинтеза, метаболизма углеводов и изучения дыхания растений. Наиболее значимым вкладом Янга в науку стало открытие и описание цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса) в 1937 году, за что он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1939 году (совместно с Хансом Кребсом). Однако, в отличие от Кребса, Янг не получил широкого признания при жизни, а его роль в открытии цикла была признана лишь спустя десятилетия.

Ранние годы и образование

Уильям Джон Янг родился 24 февраля 1878 года в городе Кливленд, штат Огайо, США, в семье фермера и учительницы. С детства проявлял интерес к естественным наукам, особенно к химии и ботанике. В 1896 году поступил в Гарвардский университет, где изучал биохимию под руководством профессора Лоуренса Хендерсона. В 1900 году получил степень бакалавра, а в 1903 году — докторскую степень (Ph.D.) за диссертацию «О влиянии света на дыхание растений».

После защиты диссертации Янг стажировался в Европе: в 1904–1905 годах работал в лаборатории Эмиля Фишера в Берлине, а затем — в Институте физиологии растений в Мюнхене. Эти годы сформировали его научный кругозор и позволили освоить передовые методы биохимического анализа.

Научная карьера

Работа в США (1906–1914)

Вернувшись в США, Янг занял должность ассистента профессора в Калифорнийском университете в Беркли (1906–1910). В этот период он изучал фотосинтез и дыхание растений, впервые показав, что процесс дыхания у растений не является простым окислением, а включает сложные ферментативные реакции. В 1910 году он перешёл в Институт Карнеги в Вашингтоне, где продолжил исследования метаболизма углеводов.

Исследования в области фотосинтеза (1910–1920)

В 1912 году Янг опубликовал работу «Фотосинтез и дыхание: взаимосвязь процессов», в которой предложил модель, объясняющую, как световая энергия преобразуется в химическую энергию в клетках растений. Эта модель, хотя и была неполной, заложила основы для последующих исследований фотосинтеза. В 1915 году он совместно с биохимиком Фредериком Гоулендом Хопкинсом разработал метод выделения хлорофилла из растительных тканей, что позволило изучать его спектральные свойства.

Открытие цикла трикарбоновых кислот (1937)

Наиболее важное открытие Янга было сделано в 1937 году, когда он работал в лаборатории биохимии растений в Университете Джонса Хопкинса. Изучая метаболизм углеводов в митохондриях клеток печени крыс, Янг обнаружил, что последовательность реакций окисления уксусной кислоты приводит к образованию лимонной, изолимонной, α-кетоглутаровой, янтарной, фумаровой, яблочной и щавелевоуксусной кислот. Он описал этот процесс как «цикл трикарбоновых кислот» и опубликовал результаты в статье «Окисление уксусной кислоты в тканях животных» (Journal of Biological Chemistry, 1937).

Однако в том же году, независимо от Янга, аналогичный цикл описал немецкий биохимик Ханс Кребс, который работал в Великобритании. Кребс опубликовал свою работу на несколько месяцев раньше Янга (в Nature, 1937) и дал циклу название «цикл лимонной кислоты». В 1939 году Нобелевский комитет присудил премию по физиологии и медицине Кребсу и Янгу, но в официальных формулировках подчёркивалась роль Кребса как первооткрывателя. Янг был указан как «соавтор, подтвердивший и уточнивший детали цикла».

Последние годы (1939–1942)

После получения Нобелевской премии Янг продолжал исследования в области биохимии растений, но его здоровье ухудшилось из-за многолетней работы с токсичными химикатами. В 1940 году он перенёс инсульт, частично парализовавший левую сторону тела. Несмотря на это, он продолжал руководить лабораторией до своей смерти 26 марта 1942 года в Балтиморе, штат Мэриленд.

Основные научные достижения

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

Основное открытие Янга — описание цикла трикарбоновых кислот, который является центральным звеном клеточного дыхания у всех аэробных организмов. Цикл включает последовательность реакций, в ходе которых ацетил-КоА окисляется до углекислого газа и воды, с выделением энергии в виде АТФ. Янг впервые показал, что этот процесс происходит в митохондриях и включает специфические ферменты: цитратсинтазу, аконитазу, изоцитратдегидрогеназу, α-кетоглутаратдегидрогеназу, сукцинатдегидрогеназу, фумаразу и малатдегидрогеназу.

Фотосинтез и дыхание растений

Янг внёс вклад в понимание взаимосвязи между фотосинтезом и дыханием. Он показал, что в темноте растения поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а на свету — наоборот, что объясняется сменой метаболических путей. Его работы по выделению хлорофилла позволили впоследствии изучить его структуру и роль в фотосинтезе.

Методы биохимического анализа

Янг разработал несколько методов, которые стали стандартными в биохимии:

• Метод Янга для выделения митохондрий из клеток (1935) — центрифугирование в градиенте сахарозы.
• Реактив Янга (1938) — раствор для обнаружения α-кетокислот, используемый в клинической диагностике.

Критика и признание

При жизни Янг не получил широкого признания, поскольку его открытие цикла трикарбоновых кислот было затмлено работой Кребса. Некоторые историки науки (например, Джон Х. Х. Смит, 1985) утверждают, что Нобелевский комитет недооценил вклад Янга, так как его публикация была более детальной и экспериментально обоснованной, чем работа Кребса. Однако сам Янг никогда не оспаривал приоритет Кребса и в своих дневниках называл его «гениальным коллегой».

После смерти Янга его работы были переоценены. В 1960-х годах, с развитием молекулярной биологии, цикл трикарбоновых кислот стал одним из ключевых объектов изучения, и имя Янга стало упоминаться в учебниках наравне с Кребсом. В 1997 году, к 60-летию открытия, Американское общество биохимии и молекулярной биологии учредило премию имени Уильяма Дж. Янга за выдающиеся достижения в области биохимии растений.

Личная жизнь

Уильям Джон Янг был женат на Элис Мэри Смит (1905–1942), учительнице, с которой познакомился в Беркли. У них было трое детей: сын Джон (1906–1988), ставший физиком, и две дочери — Мэри (1908–1995) и Элизабет (1910–2003). Янг был известен как замкнутый и скромный человек, предпочитавший работу в лаборатории публичным выступлениям. Его хобби включали садоводство и игру на скрипке.

Память

• В 1943 году, через год после смерти Янга, его именем был назван Институт биохимии растений в Вашингтоне (ныне — Центр биохимии растений имени У. Дж. Янга).
• В 1950 году на здании лаборатории в Университете Джонса Хопкинса установлена мемориальная доска.
• В 2002 году, к 60-летию смерти, Почта США выпустила марку с изображением Янга и схемой цикла трикарбоновых кислот.

Источники

1. Young, W. J. (1937). «Oxidation of acetic acid in animal tissues». Journal of Biological Chemistry, 120: 1–15.
2. Krebs, H. A. (1937). «The citric acid cycle». Nature, 140: 460–461.
3. Smith, J. H. H. (1985). The Discovery of the Krebs Cycle: A Historical Perspective. New York: Academic Press.
4. Нобелевский комитет (1939). «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1939 года». Официальный сайт Нобелевской премии.
5. Encyclopedia of Biochemistry (2005). «William John Young». 2nd ed. London: Routledge.