1917 년,선구적인 미국의 생화학자 제임스 배첼러 섬너가 효소를 분리하기 위해 자신의 탐구를 시작했을 때,그는 바쁜 교육 일정과 씨름하면서도 연구 시간을 만들어야 했다. 일을 더욱 어렵게 만들기 위해 그는 재정적 또는 기술적 지원이 많지 않았습니다. 그리고 섬너의 연구 프로젝트에서 더욱 놀라운 것은 그가 경험 많고 잘 알려진 생화학자들이 그때까지 성취하지 못한 업적을 시도했다는 것입니다.
그 당시’효소’라는 단어는 겨우 50 세 였고 과학자들은 효소 촉매 발효에 익숙하지만 효소 발효의 본질은 여전히 수수께끼로 남아있었습니다. 실제로,효소는 아직 알려지지 않은 화학 화합물 범주에 속하며 실제로 결정화하는 것은 불가능할 수 있다고 믿었습니다.
섬너가 1926 년에 마침내 그의 탐구에 성공했을 때,그는 여전히 미국 코넬 대학의 조교수였습니다. 우레아제를 성공적으로 분리 및 결정화함으로써–우레아의 가수 분해를 이산화탄소와 암모니아로 촉매하는 효소-그는 자신의 시간 전문가가 틀렸다는 것을 증명했습니다. 다만,그는 대부분의 효소가 실제로 단백질이었다는 것을 보여주기 위하여 계속했다.
1946 년 섬너는 효소가 결정화될 수 있음을 입증한 노벨 화학상을 수상했다. 그의 노벨 강연에서 그의 연구 프로그램에 대해 달성 할 수없는 것으로 여겨지는 것을 설명함으로써 그는”나는 정말로 중요한 것을 성취하기를 원했다. 즉,나는’긴 샷’을하기로 결정했다. 많은 사람들이 효소를 분리하려는 시도가 어리석은 일이라고 조언했지만,이 조언은 성공하면 퀘스트가 가치가 있다는 것을 더욱 확신하게 만들었습니다.”
초기 생활
제임스 배 첼러 섬너는 1887 년 11 월 19 일 매사추세츠 주 캔톤에서 면화 섬유 제조업체의 번영 한 가족으로 태어났습니다. 학교에 있는 동안,그가 지루하게 찾아내지 않은 유일한 주제는 물리학과 화학이었다. 십대 때,그는 특히 화재 팔에 관심이 있었고 종종 친구들과 사냥을 갔다. 17 세의 나이에 뇌조를 사냥하는 동안 어느 날 오후,그의 동료는 실수로 왼쪽 팔에 그를 촬영. 결과적으로 그의 팔은 팔꿈치 가까이에서 절단되어야했습니다.
아쉽게도 섬너는 왼손잡이였다. 사고 후,그는 용감하게 자신의 오른손으로 일을 배우기 시작했다. 그의 팔의 손실에 의해 물러나지,그는 운동 스포츠에 참여했다 또한 사냥을 계속,그는 심지어 그 젊은 나이에 얼마나 성급한 인내 공개. 나중에,한 무장 연구원으로,그는 한 손으로 더 큰 항목에 작은 시험관에서 실험실 장비의 모든 종류를 처리하기 위해 자신을 훈련했다. 그는 테니스,스키,스케이팅에서 뛰어 났으며 심지어 코넬 교수 테니스 클럽 상을 수상했습니다. 그의 노벨상을 받기 위해 스톡홀름에있는 동안 그는 구스타프 왕을 만날 기회를 가졌습니다. 왕이 그에게 테니스 경기에서 복무하는 동안 볼과 라켓을 어떻게 처리 할 수 있었는지 물었을 때,그는 쉽게 그에게 데모를 주었다.
섬너는 1910 년 하버드 대학에서 화학 학사 학위를 취득했습니다. 그의 삼촌의 면화 뜨개질 공장에서 짧은 정량과 우스터 폴리 테크닉 연구소에서 화학 교육의 년 후,그는 자신의 박사를 추구하는 하버드로 돌아,교수 오토 폴린과 생화학을 공부. 폴린이 섬너를 인터뷰했을 때,그는”한 무장 한 사람은 결코 화학에서 그것을 만들 수 없기 때문에”대신 법을 채택하라고 조언했다. 그러나,문자 사실,섬너는 도전으로이 발언을했다 및 폴린과 그의 논문 작업에 지속. 마지막으로 그는 1914 년”동물의 몸에 우레아 형성”에 대한 논문과 폴린의 감탄으로 박사 학위를 받았습니다.
1914 년 여름,그는 이타카,뉴욕 코넬 의과 대학에서 생화학 조교수로 제안을 받아 들였다.
획기적인 연구
1917 년,섬너는 코넬에서 효소에 대한 연구를 시작하여 우레아제가 매우 풍부한 잭 빈(카나발리아 엔시포르미스)과 함께 작업하기로 했다. 그는이 콩에서 순수한 형태로 효소를 분리하는 것이 어렵지 않을 것이라고 생각했습니다. 궁극적으로,이 작업에 성공하는 데 9 년이 걸렸습니다.
섬너의 초기 시도는 실패했다. 그러나 실패의 실망이나 그가 불가능한 것을 시도하고 있다고 생각한 동료들의 낙담도 그의 일을 계속하는 것을 막을 수 없었다. 그는 자신이 올바른 길을 가고 있다고 확신했습니다. 1921 년,미국-벨기에 화목 부여되고,그는 브뤼셀에 누가 효소에 대한 책을 많이 저술했다 진 프론트와 함께 작동하도록 가기로 결정했다. 그러나 벨기에의 생화학자가 우레아제를 터무니없는 것으로 분리한다는 생각을 고려하면서 섬너는 그와 함께 일하는 계획을 포기해야했습니다. 그는 더 많은 결단력을 가지고 이타카에서 작업을 재개했고,마침내 1926 년에 성공했다. 그의 인생에서 그 흥미 진진한 순간을 언급하면서 섬너는 자서전 적 메모에서”나는 전화로 가서 아내에게 내가 첫 번째 효소를 결정화했다고 말했다.”
그러나,대부분의 생화학자는 그의 공적의 주를 가지고 가는 것을 사절했다. 많은 사람들이 우레아제를 분리하고 결정화했다는 그의 주장을 불신했습니다. 섬너는 잭 빈 식사로부터 분리한 글로불린이 효소 우레아제와 동일하며 효소가 단백질이라는 것을 보여주는 충분한 실험적 증거를 제공했다. 그러나 그가 발표 한 연구 논문은 효소 전문가들에 의해 거부되거나 무시되었으며,많은 사람들은 그가 결정화 한 단백질이 순수한 효소가 아닌 효소의 운반체라고 주장했다.
섬너의 가장 강력한 비평가로는 당시 최고의 효소 화학자 리처드 윌스트,그리고 독일에 있는 그의 학생들은 수년간의 집중적인 연구 끝에 순수한 효소를 분리하지 못했고,따라서 순수한 효소는 단백질이 될 수 없다고 결론지었다. 그러나 유럽의 생화학자들로부터의 회의론은 그의 발견을 방어하려는 섬너의 결의를 강화 시켰을 뿐이다. 그는 10 개의 논문을 더 출판하고 향후 5 년 동안 추가 데이터를 제공함으로써 부정적인 반응에 대응했습니다. 1936 년까지 그는 우레아제에 관한 연구 논문을 그의 이름으로 출판했습니다.
다행스럽게도 섬너에게는 저명한 생화학자들의 반대에도 불구하고 그의 연구 작업은 코넬에서 높이 평가되었으며 1929 년 대학에서 교수직을 제공 받았다.
1930 년,록펠러 연구소의 존 에이치 노스롭 또한 효소가 단백질이라는 것을 보여 주고 펩신과 다른 효소들의 결정화를 보고했을 때,윌스트 피터터가 틀렸고 섬너가 옳았다는 것이 다시 한번 입증되었다. 1937 년 섬너는 혈액에 존재하는 두 번째 효소 인 카탈라아제를 분리하고 결정화하는 데 성공했습니다. 같은 해,그의 작품을 더 인식 구겐하임 교제의 방법으로 그에게 수여되고 온,그는 스웨덴에서 유명한 교수 테오도르 스베드 버그와 함께 작업 5 개월 동안 다음. 얼마 지나지 않아 그는 스톡홀름에서 셸레 상을 받았습니다.
평생 효소 화학에 전념
지금까지 섬너는 효소에 대한 일반적인 결정화 방법을 개발했다는 것이 인정되었다. 그러나 1946 년”효소가 결정화 될 수 있다는 그의 발견”으로 노벨 화학상 수상자 중 한 명으로 선정되었습니다. 그 해 노벨 화학상을 수상한 다른 공동 수상자는 노스롭 과 웬델 엠 스탠리,그는”효소와 바이러스 단백질을 순수한 형태로 제조 한 것”으로 우승했습니다.
1948 년 섬너는 미국 국립 과학 아카데미에 선출되었다. 1949 년,그는 미국 예술 과학 아카데미의 연구원으로 선출되었다.
섬너는 이타카의 코넬에서 일하면서 생화학의 선구자가 되었다. 노벨상을 수상한 지 1 년 후인 1947 년,그는 대학의 농업 대학에서 효소 화학 실험실의 책임자로 임명되었습니다.
1955 년 7 월 코넬에서 은퇴한 직후,섬너는 미나스 제라이스 대학에서 효소에 관한 연구 프로그램을 조직하기 위해 브라질로 여행할 계획이었는데,그가 갑자기 병에 걸렸을 때였다. 그는 암 진단을 받았고 한 달 후 1955 년 8 월 12 일 뉴욕 버팔로의 한 병원에서 사망했습니다.
제임스 섬너의 획기적인 연구는 순수 효소의 화학 구조에 대한 더 많은 연구를위한 길을 열어 주었고 현대 생화학 연구에서 중요한 역할을하는 효소에 대한 연구로 이어졌다.
