Лев Александрович Блюменфельд и оксигенация гемоглобина

  Из Шноля

В 1949 г. он оказался безработным. Время было серьезное. Вся страна боролась с "космополитами" . Как удалось профессору Абраму Марковичу Парному взять его на работу на руководимую им кафедру Патофизиологии ЦИУ - я не знаю. Думаю, это смогла сделать (преодолеть руководящие запреты) замечательная женщина - директор ЦИУ , профессор Вера Павловна Лебедева . В 1951 г. и я оказался сотрудником ЦИУ

Об обстоятельствах этого "оказался" подробно рассказано в главах 17,34,39. Мы были в одном учреждении. Но кафедры ЦИУ размещались в разных зданиях города, и я очень удивился, когда увидел Л. А в составе комиссии по технике безопасности, пришедшей выяснять, как мы работаем с радиоактивностью. У нас все это было секретно. На вопросы я отвечал смутно. Однако Л.А понял, что лучевая нагрузка у меня очень большая. Я обрадовался собеседнику и рассказал о странных результатах своих опытов.

Кто бы предсказал, что я буду иметь эту возможность далее, на протяжении ровно 50-ти лет... При исследовании оксигенации гемоглобина Л. А. пришлось входить в совершенно неизвестную ему ранее область знаний. Но он был убежден в могуществе физики и даже в превосходстве умственного склада представителей этой науки над прочими. Он говорил:

"В результате исследований должен быть четкий ответ: "да" или "нет", а не "может быть", к чему склонны биологи"... Ему потребовалось много лет, чтобы несколько смягчиться и признать, что иногда даже ответ "может быть" представляет большую ценность.

Он замечательно взялся за экспериментальную работу. У меня сохраняется один из его лабораторных журналов - как образец для подражания студентам. Все тщательно и детально записано. "Беру навеску (глюкозы) 350 мг. Торзионные весы. Растворяю в 350 мл дважды дистиллированной воды... определяю спектр - получил... рассчитываю концентрацию гемоглобина..." По журналу можно воспроизвести каждый шаг... При оксигенации - присоединении кислорода к гемоглобину, - изменяются магнитные свойства молекул. Это можно определить при помощи "магнитных весов" - выталкивании или втягивании уравновешенного на весах образца в соленоид при возбуждении магнитного поля. Эффекты эти очень слабы и недостаточно информативны. Изменения магнитных свойств при оксигенации, без изменения валентности железа, обусловлены изменениями спинового состояния комплекса. Для исследования этих изменений необходимы более совершенные методы. Таким методом является исследование спектра электронного парамагнитного резонанса , явления открытого Е.К. Завойским в 1944 г. О явлении электронного парамагнитного резонанса Л. А. узнал (будучи аспирантом) в 1948 г., когда по поручению Я. К. Сыркина подготовил доклад о микроволновой спектроскопии и магнитном резонансе. Яков Кивович хотел в будущем организовать работы по ЭПР в Карповском Институте. Однако в Карповском Институте этого будущего не оказалось. Не оказалось его и в ЦИУ. В конце 1952 г. Л. А закончил докторскую диссертацию, посвященную физико-химическим механизмам обратимой оксигенации гемоглобина, и решил освоить метод ЭПР. К тому времени никто еще не применял метод ЭПР для исследований такого рода.

Л. А. увлекся к этому времени проблемой возникновения свободных радикалов в ходе биохимических процессов. И тут метод ЭПР был совершенно необходим. Для этого нужно было самостоятельно изготовить ЭПР- спектрометр. Решение это было очень смелым (но он был начальником взвода разведки...). Нужно было не просто освоить методы радиоэлектроники, но методы работы в области сантиметровых радиоволн. В этом диапазоне как раз работают радиолокационные станции, и соответствующая техника была в основном засекречена. Л. А наряду с ежедневной экспериментальной работой и проведением занятий с врачами-курсантами по свойствам крови, начал изучать радиотехнику и физику ЭПР. Но это был 1952 год. 12 августа, после 3-х летних истязаний, по прямому указанию Сталина, были зверски расстреляны члены Еврейского антифашистского комитета - поэты и артисты - и задумано "Дело врачей убийц" .

Аресты по этому новому делу начались в ноябре. ЦИУ, с его высокой концентрацией профессоров-евреев, был центром этих "мероприятий". Л. А был уволен - формулировка значения не имеет. Все рухнуло. Он не просто безработный, но еще и без надежд на возобновление научных исследований. Он за небольшую плату брался юстировать спектральные приборы в разных институтах. Делал рефераты в реферативных журналах. Семья жила на зарплату Нины Николаевны . Страна родная! Настроение было очень мрачное. Сталин умер 5 марта. 4 апреля 1953 г. было объявлено, что "врачи-убийцы" на самом деле вполне хорошие люди и все это "Дело" - ошибка. В начале 1954 г. Л. А. вернулся в ЦИУ . ( А. М. Парного в качестве заведующего кафедрой Патофизиологии заменил профессор П. Д. Горизонтов ).

Л. А чувствовал себя на этой кафедре по возвращении очень "неуютно"... В своей диссертации Л. А объяснил природу связывания кислорода гемом без изменения валентности железа тем, что оксигенация сопровождается сильным изменением конформации глобина - белковой части гемоглобина. Молекула гемоглобина как бы дышит, связывая и освобождая связанный кислород. Это "дыхание" молекулы было замечательным пророчеством, следовавшим из физико-химических и спектральных исследований. По материалам диссертации Л. А написал книгу [ 23-1 ]. Как раз к этому времени Перутц в Лондоне усовершенствовал метод рентгенографического исследования кристаллов белка и начал заключительный этап исследования структуры гемоглобина. К I960 г. он показал с полной детальностью, как именно изменяется конформация гемоглобина при оксигенации. Качественное объяснение природы процесса, предложенное Л. А оказалось верным. Таким образом, Л. А. в своем объяснении опередил Перутца на 6 лет.

Защита докторской диссертации в апреле 1954 г. В Институте химической физики АН СССР состоялась защита докторской диссертации Л. А. Блюменфельда "Структура гемоглобина и механизм обратимого присоединения кислорода". Его оппонентами были замечательные люди - С. Е. Северин , А. Г. Пасынский и А.А. Красновский . Защита эта была совершенно необычна для этого Института. Там всегда занимались весьма сложными процессами, происходящими с относительно очень маленькими и простыми молекулами: Н2, 02, NO, N2, С12, Н20. А тут огромный белок с массой 64000 дальтон, чрезвычайно сложная (и красивая) молекула порфирина, да еще в комплексе с железом... Л. А. развесил большие листы ватмана с изображением гема, основными формулами и схемами эксперимента. Члены Ученого совета внимали докладу и речам оппонентов, размещаясь в глубоких кожаных креслах. Председательствовал Н.Н. Семенов . Он был зачарован формулой гема. Время от времени, почти вне связи со звучащими речами, он останавливал говорившего и восклицал:

"Погодите! Погодите! Лев Александрович! Тут в молекуле четыре азота в четырех кольцах? Поразительно!" Через некоторое время, продолжая разглядывать рисунок, он останавливал очередного говорящего, и восклицал: "И здесь столько двойных связей! Поразительно!" Потом он уточнил, сколько всего атомов водорода в молекуле гема и как там помещается атом железа... Выступления оппонентов были красочны и полны эрудиции. Они очень положительно отзывались о диссертации. Но Н. Н. не мог оторваться от прекрасной молекулы гема. Он сказал: "мы всю жизнь занимаемся простыми молекулами и не очень далеко продвинулись, а тут в молекуле столько атомов, сложных связей, есть четыре азота и атом железа и раз все это диссертант понимает - он безусловно достоин докторской степени". Н. Н. не придал значение тому, что эта молекула, ее строение давно, до Л. А, исследована другими людьми. Что смысл диссертации, не менее важный, состоит в зависимости характера связи молекулы гема от конформации макромолекулы глобина...

"Достоин!" сказал он и "нечего тут сомневаться". С ним согласились присутствующие и проголосовали единогласно. Я много раз рассказывал потом в разных собраниях эту мою гротескную версию хода этой исторической защиты диссертации. Все 

Структурная формула  гема

веселились и более всех Л. А.

На самом деле, это была (художественная) правда. Все так и было - диссертация была ценным, пионерским трудом.

Ссылки: