Hans Adolf Krebs

Hans Adolf Krebs

Sir Hans Adolf Krebs (nato il 25 agosto 1900 a Hildesheim , 22 novembre 1981 a Oxford ) è stato un medico , internista e professore di biochimica tedesco, poi britannico . È stato un pioniere nello studio dei processi biochimici nelle cellule viventi e ha scoperto tre importanti cicli chiave delle reazioni metaboliche biochimiche.

Alla Albert-Ludwigs-Universität Freiburg , Krebs ha scoperto una serie di reazioni chimiche con le quali avviene la detossificazione dell'ammoniaca nel cosiddetto ciclo dell'urea nei tessuti dei mammiferi . Dopo il suo licenziamento come membro della facoltà ebrea e la sua espulsione dalla Germania nel 1933, lavorò temporaneamente nel gruppo di studio di Frederick Hopkins a Cambridge . Successivamente lavorò all'Università di Sheffield , prima come docente di farmacologia e dopo la guerra come professore di biochimica e capo dell'unità del Medical Research Council per il metabolismo cellulare. Lì, Krebs ha studiato la scomposizione del cibo per generare energia per la vita nel ciclo dell'acido citrico . Per questa scoperta, il Comitato Nobel gli ha conferito il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1953 .

Dal 1954 fino al suo ritiro nel 1967 ha insegnato all'Università di Oxford , dove ha scoperto la gluconeogenesi nel ciclo del gliossilato . La ricerca di Hans Adolf Krebs ha aperto la strada alla moderna ricerca biochimica e ha stabilito principi fondamentali per comprendere la fisiologia umana. Dalla sua scuola scientifica emersero numerosi biochimici e più tardi professori come James Bassham , Arnost Kleinzeller e Hans Leo Kornberg .

vita e lavoro

Hans Adolf Krebs è nato nel 1900 come figlio di Georg Krebs, un medico dell'orecchio, del naso e della gola, e di sua moglie Alma, nata Davidson, nel mezzo di tre figli a Hildesheim . Sebbene entrambi i genitori provenissero da famiglie ebree, cercarono di assimilarsi; i bambini hanno frequentato l'istruzione religiosa protestante.

Dal 1910 Hans frequentò il liceo classico Andreanum a Hildesheim. Verso la fine della prima guerra mondiale, nel settembre 1918, fu arruolato nella forza delle telecomunicazioni nell'esercito imperiale tedesco . Dopo il suo completamento nel novembre dello stesso anno, iniziò gli studi di medicina presso l' Università Georg-August di Göttingen , dove frequentò lezioni di chimica e fisica, ad esempio con Adolf Windaus , che in seguito vinse il premio Nobel per il suo lavoro sulla struttura di colesterolo è stato assegnato in chimica.

Dopo essersi trasferito all'Università Albert Ludwig di Friburgo , vi frequentò lezioni sul metabolismo intermedio con Franz Knoop , che allora vi era professore di chimica fisiologica. Knoop aveva sviluppato una teoria dell'ossidazione degli acidi grassi attraverso semplici esperimenti di alimentazione con acidi grassi di varie lunghezze di catena, il cui gruppo metilico terminale era stato sostituito da un gruppo fenile . Acidi grassi con un numero pari di atomi di carbonio sempre dato glucuronico acidi esteri di acido benzoico nelle urine di conigli indipendentemente dalla lunghezza di catena , mentre gli acidi grassi con un numero dispari di atomi di carbonio concede sempre glucuronico esteri dell'acido dell'acido fenilacetico . Knoop concluse che gli acidi grassi sono sempre ossidati al carbonio in acido acetico e un acido grasso che è più corto di due atomi di carbonio. La semplicità degli esperimenti di Knoop e le sue conclusioni basate su regole chimiche impressionarono Krebs e gli fecero desiderare di applicare questo approccio alla decifrazione dei cicli metabolici. Nel 1922, Krebs si trasferì all'Università Ludwig Maximilians di Monaco , dove superò l'esame di stato nel 1923. Si trasferì poi di nuovo, questa volta all'Università di Amburgo , dove conseguì il dottorato nel 1924 nel gruppo di lavoro dell'anatomista Wilhelm von Möllendorff . Successivamente, Krebs ha studiato chimica per un anno a Berlino e ha anche lavorato come assistente non retribuito in chirurgia.

Apprendistato con Otto Warburg

Otto Warburg nel suo laboratorio nell'ottobre 1931.

Dopo aver completato il dottorato, entrò in contatto con Otto Warburg attraverso la mediazione di Bruno Mendel . Nel 1926 lo accettò nel suo gruppo di lavoro presso l' Istituto Kaiser Wilhelm per la fisiologia cellulare a Berlino-Dahlem , dove lavorò per quattro anni fino al 1930 come assistente del futuro premio Nobel. A Warburg apprese, tra l'altro, la tecnica della manometria per misurare il consumo di ossigeno delle sezioni di tessuto . Ciò ha permesso di studiare i processi metabolici biochimici nei tessuti animali. Questa tecnica divenne uno strumento prezioso per Krebs, che in seguito raffinò per il proprio lavoro.

Sebbene Krebs fosse interessato alla ricerca biochimica, Warburg gli sconsigliava una carriera scientifica.

"La banca ti chiederà qual è la tua occupazione e se dici di essere un biochimico non otterrai un centesimo, ma se dici loro che sei un medico, probabilmente otterrai tutto ciò che desideri".

- Otto Warburg

Krebs seguì questo consiglio e dopo il 1930 lavorò inizialmente come assistente medico ad Amburgo-Altona .

Scoperta del ciclo dell'urea

Schema del ciclo dell'urea. Le reazioni avvengono in parte nel mitocondrio (sopra) e in parte nel citosol (sotto). 1: L - ornitina ; 2: carbamoil fosfato ; 3: L - citrullina ; 4: argininosuccinato ; 5: fumarato ; 6: L - arginina ; 7: urea ; L- Asp: L - aspartato ; CPS-1: carbamoil fosfato sintetasi I ; OTC: ornitina transcarbamilasi ; ASA: argininosuccinato sintasi ; ASL: liasi argininosuccinato ; ARG1: arginasi 1 ; P i : fosfato ; PP i : pirofosfato ; AMP: adenosina monofosfato ; ADP: adenosina difosfato ; ATP: adenosina trifosfato .

Ben presto gli mancò il lavoro scientifico e lasciò Amburgo. Nel 1931 accettò un posto come assistente di Siegfried Thannhauser presso la clinica universitaria di Friburgo , che gli fornì un laboratorio per il lavoro scientifico. Oltre al suo lavoro come assistente medico, lui e il suo primo studente di dottorato Kurt Henseleit hanno studiato la sintesi dell'urea dall'ammoniaca o dai sali di ammonio nel fegato degli animali.

Esperimenti di Woldemar von Knieriem e Ernst Leopold Salkowski avevano dimostrato che i sali di ammonio vengono scomposti in urea nel corpo . Inizialmente è stato ipotizzato che ciò avvenisse in modo analogo alla sintesi dell'urea di Wöhler tramite cianato di ammonio (NH 4 OCN) o tramite carbammato di ammonio (H 2 NCOONH 4 ). L'urea è meno tossica dell'ammoniaca e la maggior parte dei mammiferi la espellono con le urine. Tuttavia, non è stato possibile dimostrare la sintesi biochimica dell'urea attraverso queste vie di reazione.

Per i loro studi, lui e Henseleit hanno prima sviluppato una soluzione salina migliorata per sezioni di tessuto che corrispondeva più strettamente alla composizione ionica del plasma sanguigno rispetto a quella delle soluzioni saline utilizzate fino ad allora. Rispetto alla soluzione utilizzata da Warburg, conteneva anche magnesio , fosfato e solfato, tra l'altro , e la sua composizione corrispondeva grosso modo a quella del plasma sanguigno. La soluzione, che è noto come la soluzione di Krebs-Henseleit o tampone Krebs-Henseleit , dimostrato di essere molto superiore a tutti precedentemente noti sostituti plasma salamoia.

Concentrazioni della sostanza nel siero del sangue e nelle soluzioni saline (in mg per 100 ml di siero (mg%))
Materiale Siero di mammifero
[valore medio in mg%]
Soluzione di Warburg in [mg%]
Soluzione di Krebs-Henseleit [mg%]
Sodio (Na + ) 320 355 327
Potassio (K + ) 22 10.5 23
Calcio (Ca 2+ ) 10 8.8 10
Magnesio (Mg 2+ ) 2,5 0 2.9
Cloruro (Cl - ) 370 466 454
Fosfato (PO 4 3- ) 10 0 11
Solfato (SO 4 2- ) 11 0 11,4
Carbonato di idrogeno (HCO 3 - ) 54 vol.% 56 vol.% 54 vol.%
Anidride carbonica (CO 2 ) 2,5 vol.% 2,5 vol% 2,5 vol%
valore del ph 7.4 7.4 7.4

Le indagini hanno rivelato che il fegato di ratti ben nutriti produceva più urea rispetto a quello di animali che erano morti di fame fino a 48 ore. Krebs ha cercato di aumentare la produzione di urea dall'ammoniaca da parte di fegati affamati aggiungendo varie sostanze. L'aggiunta di carboidrati ha mostrato solo un effetto relativamente piccolo sulla formazione dell'urea, sostanze come la glicerina , l'acido citrico e l'acido formico non hanno mostrato alcun effetto di aumento. Quando Krebs e Henseleit hanno studiato l'influenza degli amminoacidi sulla formazione dell'urea, hanno scoperto che la L -(+)-ornitina aveva un'influenza maggiore sulla formazione dell'urea , specialmente quando veniva aggiunto contemporaneamente del lattato . Oltre all'ornitina, anche l'aminoacido citrullina , scoperto nel succo di anguria nel 1930 , ha aumentato la formazione di urea dall'ammoniaca. Formalmente, la citrullina può essere rappresentata da ornitina, anidride carbonica e ammoniaca con l'eliminazione dell'acqua. Sia l'orniitina che la citrullina sono aminoacidi non proteinogenici . L'aggiunta di ammoniaca alla citrullina con eliminazione dell'acqua porta all'arginina . Con l'aggiunta equimolare di ammoniaca e citrullina, è stata prodotta una mole di urea per mole di ammoniaca nell'ambito dell'accuratezza sperimentale. Ciò dimostrò che la seconda frazione molare di ammoniaca richiesta per la formazione dell'urea doveva provenire dalla citrullina.

Meccanismo di reazione: il gruppo amminico dell'ornitina attacca nucleofilamente il carbonio carbonilico del carbamoil fosfato (CP) e forma uno stato di transizione tetraedrico. Il riarrangiamento di carica rilascia citrullina e fosfato.

La prima pubblicazione sul ciclo dell'urea del 1932 fu il cancro più citato con oltre 2.400 citazioni tra il 1961 e il 1981. Lui stesso credeva che l'alto numero di citazioni fosse dovuto alla soluzione salina sviluppata da lui e da Henseleit come descritto nell'articolo.

Con la scoperta del ciclo dell'urea, divenne professore nel 1932. La delucidazione del ciclo dell'urea portò immediatamente al cancro il più alto riconoscimento accademico. Fu invitato a tenere conferenze, ad esempio su invito di Otto Meyerhof al Kaiser Wilhelm Institute for Medical Research di Heidelberg. Nel gennaio 1933, Carl Neuberg , capo dell'Istituto Kaiser Wilhelm per la biochimica , gli propose una cattedra all'Università di Münster .

Già nel maggio 1933, però, in quanto ebreo, il “Rassengesetze” ( legge per il ripristino del servizio civile ) gli ritirò la licenza di insegnante. Il cancro, che è stato cresciuto e vissuto religiosamente, ha commentato questo con le parole:

"Hitler mi ha fatto ebreo".

- Hans Adolf Krebs

Anche il suo dottorando Kurt Henseleit fu escluso da ogni ulteriore carriera accademica come studente e confidente del cancro nel Terzo Reich. Ha esercitato la professione di internista a Friedrichshafen , dove è morto nel 1972.

Studi a Cambridge

Sir Frederick Gowland della University of Cambridge , che ammirava il suo lavoro e aveva discusso in dettaglio in occasione della riunione annuale della Royal Society , era in grado di offrire lui una posizione di ricerca con il sostegno finanziario della Fondazione Rockefeller . I funzionari del governo tedesco gli hanno permesso di portare la sua attrezzatura e i campioni di ricerca in Inghilterra. Krebs continuò il suo lavoro a Cambridge il 7 luglio 1933, tre mesi dopo essere stato rilasciato a Friburgo.

Ora a Sheffield

Ciclo dell'acido citrico.

Nel 1935 divenne docente di cancro e nel 1938 sposò Margaret Fieldhouse. Il matrimonio ebbe due figli, Paul e John, e la figlia Helen. Suo figlio, John Krebs, è professore di zoologia a Oxford, rettore del Jesus College , Oxford e membro della Camera dei Lord .

Nel 1937 scoprì il ciclo dell'acido citrico , che ancora oggi è spesso chiamato ciclo di Krebs . La rivista Nature respinse il lavoro di Krebs sul ciclo dell'acido citrico nel 1937. La rivista ha giustificato ciò affermando che c'erano già abbastanza lettere per riempire 7-8 settimane di corrispondenza e ha aggiunto:

"... non è auspicabile accettare ulteriori lettere in questo momento."

"... non è desiderabile accettare ulteriore corrispondenza in questo momento."

Di conseguenza, Krebs è stato costretto a pubblicare le sue scoperte sulla rivista molto meno nota Enzymologia nei Paesi Bassi. Nel 1988, sette anni dopo la morte di Krebs, un editore anonimo pubblicò una lettera su Nature che descriveva il rifiuto del lavoro da parte di Cancer come "l'errore più eclatante della rivista".

Nel 1945 divenne professore di farmacologia alla Sheffield University .

Per quest'ultima scoperta fu insignito del Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1953 (insieme a Fritz Albert Lipmann , New York) .

Anni ad Oxford

Le reazioni catalizzate dell'isocitrato liasi e della malato sintasi in dettaglio.

Nel 1954 è stato nominato alla Whitley Chair of Biochemistry all'Università di Oxford come successore di Rudolph Peters ed è stato nominato Fellow del Trinity College. Il trasferimento del suo gruppo di lavoro a Oxford si è rivelato difficile a causa delle condizioni inizialmente anguste. Il Consiglio per la ricerca medica guidato dal cancro si trasferì in seguito al quarto piano del nuovo edificio di biochimica. L'area di interesse di Krebs era il metabolismo intermedio . Nel 1958 è stato nominato Cavaliere Comandante della dell'Ordine dell'Impero Britannico , e quindi elevato alla nobiltà personale.

Dopo il suo ritiro nel 1967, Hans Adolf Krebs lavorò in un laboratorio finanziato dal Medical Research Council presso la Radcliffe Infirmary di Oxford, dove pubblicò oltre un centinaio di articoli dalla sua morte nel 1981.

Onori e iscrizioni

Hans Adolf Krebs e Fritz Albert Lipmann con le loro mogli alla cerimonia del Premio Nobel 1953.
Targa commemorativa nell'ospedale universitario di Friburgo.

Hans Adolf Krebs ha ricevuto numerosi premi per i suoi risultati scientifici. Il Comitato Nobel gli ha conferito il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1952 . La regina Elisabetta II lo nominò nel 1958 Cavaliere Comandante dell'Ordine dell'Impero Britannico e fu chiamato "Sir". La sua città natale Hildesheim gli ha conferito la cittadinanza onoraria nel 1966 . Nel 1972 è stato nominato membro straniero dell'Ordine Teutonico Pour le Mérite per le Scienze e le Arti . L'appartenenza a questo ordine è limitata a 40 dei cittadini tedeschi più rispettati e allo stesso numero di membri stranieri.

È stato membro della Royal Society (1947), membro dell'American Academy of Arts and Sciences (1957), Royal College of Physicians (1958), membro dell'American Philosophical Society (1960), membro della National Academy of Sciences (1964), des Royal College of Pathologists (1967) e Membro Onorario della Leopoldina (1969). Krebs è stato membro corrispondente dell'Accademia delle scienze di Göttingen (1971), membro corrispondente dell'Accademia delle scienze bavarese (1974) e membro della Royal Society of Edinburgh (1976). È stato anche membro delle Accademie Nazionali di Medicina di Francia (1952), Belgio (1962) e Argentina (1977). Krebs è stato membro onorario dei Trinity College e Girton College di Cambridge e dei St. Catherine's, St. Cross e Green College di Oxford.

Tra il 1954 e il 1980, Krebs ricevette lauree honoris causa da 21 università, comprese quelle della Hannover Medical School , dell'Università di Cambridge , dell'Università di Chicago , dell'Albert Ludwig University di Friburgo e dell'Università di Sheffield.

Nel 1953 ha ricevuto l'Albert Lasker Award per Basic Medical Research dal l' American Public Health Association , la Royal Medal (1954) e la medaglia Copley (1961) dalla Royal Society, e l'Otto Medaglia Warburg (1969) dalla Society for Biochimica e Biologia Molecolare .

Il dipartimento di biochimica dell'Università di Oxford si trovava nella Hans-Krebs-Tower fino al 2014, che è stata demolita nello stesso anno e sostituita da un nuovo edificio. Il centro di ricerca meccanicistico-biologico dell'Università di Sheffield prende il nome da Hans Krebs. Nei locali della clinica universitaria di Friburgo, la strada in cui si trova il pronto soccorso è stata denominata Sir-Hans-A.-Krebs-Straße nel 2012 . C'è anche una targa commemorativa nella clinica medica. La città di Ulm ha intitolato ad Hans Krebs una strada del campus universitario, l' Hans-Krebs-Weg presso l'Orto Botanico.

Dal 1968, conferisce alla Federazione delle Società Biochimiche Europee , la medaglia Hans-cancer per i risultati eccezionali in biochimica o biologia molecolare. La Società degli Amici della Scuola di Medicina di Hannover V. assegna annualmente il Premio Sir Hans Krebs, donato da Ernst-August Schrader e dotato di 10.000 euro, per un lavoro eccezionale in scienze mediche di base pubblicato su una rivista scientifica. La Biochemical Society offre una borsa di studio sulla memoria del cancro per studenti post-laurea che lavorano in biochimica o in una scienza biomedica correlata presso un'università del Regno Unito. La borsa di studio è assegnata per un anno, ma può essere estesa fino a tre anni.

Caratteri (selezione)

  • Il mio amore per Hildesheim non si è mai fermato . Editore: Helga Stein. Lax, Hildesheim 1990.
  • Ricordi e riflessioni. Clarendon Press, Oxford; Oxford University Press, New York, c1981.
  • Come sono stato espulso dalla Germania - documenti con commenti. In: Medizinhistorisches Journal. Volume 15, Numero 4, 1980, pp. 357-377, doi: 10.2307 / 25803631 .

letteratura

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  • Frederic Laurence Holmes : Hans Krebs. La formazione di una vita scientifica 1900-1933. Volume 1 . Oxford University Press, 1991, New York, Oxford. ISBN 0-19-507072-0
  • Frederic Laurence Holmes: Hans Krebs: Architetto del metabolismo intermedio 1933-1937 , Oxford University Press 1993

link internet

Commons : Hans Adolf Krebs  - raccolta di immagini, video e file audio

Evidenze individuali

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  28. ^ Borsa di studio commemorativa Krebs , su biochemistry.org.
dati personali
COGNOME Krebs, Hans Adolf
BREVE DESCRIZIONE medico e biochimico tedesco, poi britannico
DATA DI NASCITA 25 agosto 1900
LUOGO DI NASCITA Hildesheim
DATA DI MORTE 22 novembre 1981
POSTO DI MORTE Oxford