En 1917, cuando el bioquímico pionero estadounidense James Batcheller Sumner comenzó su búsqueda para aislar una enzima, tuvo que lidiar con un horario de enseñanza ocupado y, sin embargo, tener tiempo para la investigación. Para hacer las cosas aún más difíciles, no tenía mucho apoyo financiero o técnico. Y lo que era aún más notable del proyecto de investigación de Sumner era que estaba intentando una hazaña que los bioquímicos más experimentados y conocidos no habían logrado hasta entonces.
En ese momento, la palabra «enzima» tenía apenas cincuenta años, y aunque los científicos estaban familiarizados con las fermentaciones catalizadas por enzimas, la naturaleza de los fermentos enzimáticos seguía siendo un misterio. De hecho, se creía que las enzimas pertenecían a una categoría aún desconocida de compuestos químicos y que podría ser imposible cristalizarlas.
Cuando Sumner finalmente tuvo éxito en su búsqueda en 1926, todavía era solo un profesor asistente en la Universidad Cornell de Estados Unidos. Al aislar y cristalizar con éxito la ureasa, la enzima que cataliza la hidrólisis de la urea en dióxido de carbono y amoníaco, demostró que los expertos de su época estaban equivocados. No solo eso, sino que también demostró que la mayoría de las enzimas eran, de hecho, proteínas.
En 1946, Sumner fue galardonado con el Premio Nobel de Química por demostrar que las enzimas pueden cristalizarse. Durante su conferencia con el Premio Nobel, a modo de explicación de lo que lo había hecho asumir algo que se consideraba inalcanzable para su programa de investigación, dijo: «Deseaba lograr algo de verdadera importancia. En otras palabras, decidí tomar «una posibilidad remota». Varias personas me aconsejaron que mi intento de aislar una enzima era una tontería, pero este consejo me hizo sentir aún más seguro de que, si tenía éxito, la búsqueda valdría la pena.»
Primeros años
James Batcheller Sumner nació en Canton, Massachusetts, el 19 de noviembre de 1887 en una próspera familia de fabricantes de textiles de algodón. Mientras estaba en la escuela, las únicas materias que no encontraba aburridas eran física y química. Cuando era adolescente, estaba especialmente interesado en las armas de fuego y a menudo iba de caza con sus amigos. Una tarde, mientras cazaba urogallos a la edad de diecisiete años, su compañero le disparó accidentalmente en el brazo izquierdo. En consecuencia, su brazo tuvo que ser amputado cerca del codo.
Desafortunadamente, Sumner había sido zurdo. Después del accidente, valientemente comenzó a aprender a hacer las cosas con su mano derecha. Sin inmutarse por la pérdida de su brazo, participó en deportes atléticos y también continuó cazando, revelando lo valiente y perseverante que era incluso a esa temprana edad. Más tarde, como investigador con un solo brazo, se entrenó para manejar todo tipo de equipos de laboratorio, desde pequeños tubos de ensayo hasta artículos más grandes con una sola mano. Se destacó en tenis, esquí y patinaje, e incluso ganó el premio del Club de Tenis de la Facultad de Cornell. Mientras estaba en Estocolmo para recibir su premio Nobel, tuvo la oportunidad de conocer al rey Gustavo. Cuando el rey le preguntó cómo se las arregló para manejar tanto la pelota como la raqueta mientras servía en un juego de tenis, fácilmente le dio una demostración.
Sumner obtuvo su licenciatura en química en 1910 en la Universidad de Harvard. Después de una breve estancia en la fábrica de tejidos de algodón de su tío y un año de enseñanza de química en el Instituto Politécnico Worcester, regresó a Harvard para obtener su doctorado, estudiando bioquímica con el profesor Otto Folin. Cuando Folin entrevistó a Sumner, le había aconsejado que se dedicara a la abogacía, porque «un hombre con un solo brazo nunca podría triunfar en química». Pero, fiel a su carácter, Sumner tomó esta observación como un desafío y persistió en trabajar en su tesis con Folin. Finalmente, obtuvo su doctorado en 1914 por su tesis sobre «La Formación de Urea en el Cuerpo Animal», y la admiración de Folin también.
En el verano de 1914, aceptó una oferta como Profesor Asistente de Bioquímica en la Escuela de Medicina de Cornell, en Ithaca, Nueva York.
De la dura oposición a la amplia aclamación por la investigación innovadora
En 1917, Sumner comenzó su investigación sobre enzimas en Cornell, eligiendo trabajar con frijol gato (Canavalia ensiformis) que parecía ser extraordinariamente rico en ureasa. Pensó que aislar la enzima en forma pura de este frijol no sería difícil. En última instancia, le llevó nueve años tener éxito en esta tarea.
Los primeros intentos de Sumner fracasaron. Pero ni la decepción del fracaso ni el desaliento de sus colegas, que pensaban que estaba intentando lo imposible, pudieron impedirle continuar con su trabajo. Estaba seguro de que estaba en el camino correcto. En 1921, al recibir una beca estadounidense-belga, decidió ir a Bruselas para trabajar con Jean Effront, autor de varios libros sobre enzimas. Pero, con el bioquímico belga considerando absurda la idea de aislar la ureasa, Sumner tuvo que renunciar a sus planes de trabajar con él. Reanudó su trabajo en Ítaca con aún más determinación, y finalmente lo logró en 1926. Refiriéndose a ese emocionante momento de su vida, Sumner escribió en una nota autobiográfica: «Fui al teléfono y le dije a mi esposa que había cristalizado la primera enzima.»
Sin embargo, la mayoría de los bioquímicos se negaron a tomar nota de su logro. Muchos no creyeron en su afirmación de haber aislado y cristalizado la ureasa. Sumner proporcionó amplia evidencia experimental para demostrar que la globulina que había aislado de la harina de frijol jack era idéntica a la enzima ureasa y que la enzima era una proteína. Pero los trabajos de investigación que publicó fueron rechazados o ignorados por los expertos en enzimas, y muchos insistieron en que la proteína que había cristalizado era el portador de la enzima y no la enzima pura.
Los críticos más fuertes de Sumner incluyeron al químico líder de enzimas de la época, Richard Willstätter, y sus estudiantes en Alemania que, incluso después de varios años de investigación intensiva, no habían logrado aislar una enzima pura y, por lo tanto, concluyeron que las enzimas puras no podían ser proteínas. Pero el escepticismo de los bioquímicos europeos solo fortaleció la determinación de Sumner de defender sus hallazgos. Respondió a sus reacciones negativas publicando diez artículos más y ofreciendo datos adicionales durante los próximos cinco años. En 1936, había publicado veinte trabajos de investigación sobre la ureasa a su nombre.
Afortunadamente para Sumner, a pesar de la oposición de destacados bioquímicos, su trabajo de investigación fue apreciado en Cornell y resultó en que se le ofreciera una cátedra completa en la Universidad en 1929.
En 1930, una vez más se demostró que Willstätter estaba equivocado y Sumner tenía razón cuando John H. Northrop del Instituto Rockefeller también demostró que las enzimas eran proteínas e informó de la cristalización de pepsina y otras enzimas. En 1937, Sumner logró aislar y cristalizar una segunda enzima, la catalasa, presente en la sangre. Ese mismo año, más reconocimiento a su trabajo llegó a través de una Beca Guggenheim que se le otorgó, después de lo cual pasó cinco meses en Suecia trabajando con el famoso profesor Theodor Svedberg. Poco después, recibió el Premio Scheele en Estocolmo.
Toda una vida dedicada a la química enzimática
Ya se reconocía que Sumner había desarrollado un método general de cristalización para enzimas. Pero el reconocimiento de coronación fue elegido como uno de los ganadores del Premio Nobel de Química en 1946 «por su descubrimiento de que las enzimas pueden cristalizarse». Los otros co-ganadores del Premio Nobel de Química de ese año fueron Northrop y Wendell M. Stanley, quienes lo ganaron «por su preparación de enzimas y proteínas virales en forma pura».
En 1948, Sumner fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias (EE.UU.). En 1949, fue elegido miembro de la Academia Americana de Artes y Ciencias.
Sumner pasó toda su carrera en Cornell en Ítaca, y se convirtió en un pionero en bioquímica allí. En 1947, un año después de recibir el Premio Nobel, fue nombrado director del laboratorio de química enzimática de la Facultad de Agricultura de la Universidad.
Poco después de su retiro de Cornell en julio de 1955, Sumner planeaba viajar a Brasil para organizar un programa de investigación sobre enzimas en la Universidad de Minas Gerais, cuando de repente enfermó. Le diagnosticaron cáncer y murió un mes más tarde, el 12 de agosto de 1955, en un hospital de Buffalo, Nueva York.
El trabajo pionero de James Sumner allanó el camino para una mayor investigación sobre la estructura química de las enzimas puras y resultó en el estudio de enzimas que desempeñan un papel clave en la investigación en bioquímica moderna.
