in 1917, toen de baanbrekende Amerikaanse biochemicus James Batcheller Sumner zijn zoektocht begon om een enzym te isoleren, moest hij worstelen met een druk lesrooster en toch tijd maken voor onderzoek. Om het nog moeilijker te maken, had hij niet veel financiële of technische ondersteuning. En wat nog opmerkelijker was aan Sumner ‘ s onderzoeksproject was dat hij een prestatie probeerde die meer ervaren en bekende biochemici tot dan toe niet hadden bereikt.
op dat moment was het woord ‘enzym’ amper vijftig jaar oud en hoewel wetenschappers bekend waren met enzymatische fermentaties, bleef de aard van de enzymferments nog steeds een mysterie. In feite werd aangenomen dat enzymen tot een nog onbekende categorie van chemische verbindingen behoorden en dat het onmogelijk zou kunnen zijn om ze daadwerkelijk te kristalliseren.Toen Sumner in 1926 uiteindelijk in zijn zoektocht slaagde, was hij nog slechts assistent-professor aan de Amerikaanse Cornell-Universiteit. Door met succes urease te isoleren en kristalliseren – het enzym dat de hydrolyse van ureum katalyseert tot koolstofdioxide en ammoniak – bewees hij dat de experts van zijn tijd het mis hadden. Niet alleen dat, hij liet zien dat de meeste enzymen in feite eiwitten waren.In 1946 kreeg Sumner de Nobelprijs voor de Scheikunde voor het bewijs dat enzymen gekristalliseerd kunnen worden. Tijdens zijn Nobellezing, om uit te leggen wat hem ertoe had gebracht iets op te nemen dat voor zijn onderzoeksprogramma als onbereikbaar werd beschouwd, zei hij: “Ik wilde iets van echt belang bereiken. Met andere woorden, Ik besloot om ‘een gok te nemen’. Een aantal personen adviseerde me dat mijn poging om een enzym te isoleren dwaas was, maar dit advies gaf me het gevoel des te zekerder dat, indien succesvol, de zoektocht de moeite waard zou zijn.James Batcheller Sumner werd geboren in Canton, Massachusetts op 19 November 1887 in een welvarende familie van katoentextielfabrikanten. Op school vond hij alleen natuurkunde en scheikunde niet saai. Als tiener was hij vooral geïnteresseerd in vuurwapens en ging hij vaak jagen met zijn vrienden. Op een middag, terwijl hij op zeventienjarige leeftijd op jacht was, schoot zijn metgezel hem per ongeluk in zijn linkerarm. Daarom moest zijn arm dicht bij de elleboog worden geamputeerd.
helaas was Sumner linkshandig geweest. Na het ongeluk begon hij moedig dingen te leren doen met zijn rechterhand. Niet ontmoedigd door het verlies van zijn arm, nam hij deel aan atletische sporten en bleef ook jagen, onthullend hoe pittig en volhardend hij was zelfs op die jonge leeftijd. Later, als eenarmige onderzoeker, trainde hij zichzelf om met één hand allerlei laboratoriumapparatuur te hanteren, van kleine reageerbuisjes tot grotere voorwerpen. Hij blonk uit in tennis, skiën en schaatsen en won zelfs de Cornell Faculty Tennis Club prize. Terwijl hij in Stockholm zijn Nobelprijs ontving, had hij de gelegenheid om koning Gustav te ontmoeten. Toen de koning hem vroeg hoe hij met bal en racket kon omgaan terwijl hij diende in een partijtje tennis, gaf hij hem graag een demonstratie.Sumner behaalde zijn bachelor in scheikunde in 1910 aan Harvard College. Na een korte periode in de katoenbreelfabriek van zijn oom en een jaar scheikunde aan het Worcester Polytechnic Institute, keerde hij terug naar Harvard om zijn Ph.D. voort te zetten, waar hij biochemie studeerde bij Professor Otto Folin. Toen Folin Sumner interviewde, had hij hem geadviseerd om in plaats daarvan rechten te nemen, omdat “een eenarmige man het nooit zou halen in de chemie”. Maar, karaktervol, Sumner nam deze opmerking als een uitdaging en volhardde met het werken aan zijn thesis met Folin. Tot slot promoveerde hij in 1914 op zijn proefschrift “The Formation of ureum in the Animal Body” en Folins bewondering.In de zomer van 1914 accepteerde hij een aanbod als universitair docent biochemie aan de Cornell Medical School, in Ithaca, New York.In 1917 begon Sumner zijn onderzoek naar enzymen in Cornell, waarbij hij ervoor koos om te werken met jack bean (Canavalia ensiformis) die buitengewoon rijk leek te zijn aan urease. Hij dacht dat het isoleren van het enzym in de zuivere vorm van deze boon niet moeilijk zou zijn. Uiteindelijk kostte het hem negen jaar om in deze taak te slagen.
de eerste pogingen van Sumner stuitten op mislukkingen. Maar noch de teleurstelling van de mislukking, noch de ontmoediging van zijn collega ‘ s, die dachten dat hij het onmogelijke probeerde, kon hem ervan weerhouden zijn werk voort te zetten. Hij was ervan overtuigd dat hij op de goede weg was. In 1921, toen hij een Amerikaans-Belgische beurs kreeg, besloot hij naar Brussel te gaan om te werken met Jean Effront, die een aantal boeken over enzymen had geschreven. Maar omdat de Belgische biochemicus het idee van het isoleren van urease als absurd beschouwde, moest Sumner zijn plannen om met hem samen te werken opgeven. Hij hervatte zijn werk in Ithaca met nog meer vastberadenheid en slaagde er uiteindelijk in 1926 in. Verwijzend naar dat spannende moment in zijn leven, Sumner schreef in een autobiografische nota, “ik ging naar de telefoon en vertelde mijn vrouw dat ik het eerste enzym had gekristalliseerd.”
de meeste biochemici weigerden echter kennis te nemen van zijn prestatie. Velen verwierpen zijn bewering dat hij urease geïsoleerd en gekristalliseerd had. Sumner leverde voldoende experimenteel bewijs om aan te tonen dat de globuline die hij had geïsoleerd uit jack bean meal identiek was aan het enzym urease en dat het enzym een eiwit was. Maar de onderzoekspapers die hij publiceerde werden ofwel afgewezen of genegeerd door enzymexperts, waarbij velen volhielden dat het eiwit dat hij had gekristalliseerd de drager was van het enzym en niet het zuivere enzym.Tot de sterkste critici van Sumner behoorden Richard Willstätter, de toonaangevende enzymchemicus van die tijd, en zijn studenten in Duitsland, die, zelfs na enkele jaren intensief onderzoek, er niet in waren geslaagd een zuiver enzym te isoleren en daarom concludeerden dat zuivere enzymen geen eiwitten konden zijn. Maar scepsis van de Europese biochemici alleen maar versterkt Sumner ‘ s vastberadenheid om zijn bevindingen te verdedigen. Hij reageerde op hun negatieve reacties door het publiceren van tien meer papers en het aanbieden van aanvullende gegevens over de komende vijf jaar. In 1936 had hij twintig publicaties over urease op zijn naam staan.Gelukkig voor Sumner, ondanks de oppositie van prominente biochemici, werd zijn onderzoekswerk gewaardeerd in Cornell en werd hem in 1929 een hoogleraarschap aangeboden aan de Universiteit.In 1930 werd opnieuw bewezen dat Willstätter ongelijk had en Sumner gelijk had toen John H. Northrop van het Rockefeller Institute ook aantoonde dat enzymen eiwitten waren en de kristallisatie van pepsine en andere enzymen rapporteerde. In 1937 slaagde Sumner erin een tweede enzym, catalase, aanwezig in het bloed, te isoleren en te kristalliseren. In datzelfde jaar kreeg hij een Guggenheim Fellowship, waarna hij vijf maanden in Zweden werkte met de beroemde Professor Theodor Svedberg. Kort daarna kreeg hij de Scheele Award in Stockholm.
een leven lang gewijd aan enzymchemie
inmiddels werd erkend dat Sumner een algemene kristallisatiemethode voor enzymen had ontwikkeld. Maar de bekroning erkenning werd gekozen als een van de ontvangers van de Nobelprijs voor de Scheikunde in 1946 “voor zijn ontdekking dat enzymen gekristalliseerd kunnen worden”. De andere co-winnaars van de Scheikunde Nobelprijs dat jaar waren Northrop en Wendell M. Stanley, die won het “voor hun bereiding van enzymen en viruseiwitten in zuivere vorm”.In 1948 werd Sumner verkozen tot lid van de National Academy of Sciences (USA). In 1949 werd hij verkozen tot Fellow van de American Academy of Arts and Sciences.Sumner bracht zijn hele carrière door bij Cornell in Ithaca en werd daar een pionier in de biochemie. In 1947, een jaar nadat hij de Nobelprijs kreeg, werd hij benoemd tot directeur van het enzyme chemistry laboratory aan het College Of Agriculture van de Universiteit.Kort na zijn pensionering van Cornell in juli 1955, was Sumner van plan om naar Brazilië te reizen voor het organiseren van een onderzoeksprogramma over enzymen aan de Universiteit van Minas Gerais, toen hij plotseling ziek werd. Hij werd gediagnosticeerd met kanker en overleed een maand later op 12 augustus 1955 in een ziekenhuis in Buffalo, NY.Het baanbrekende werk van James Sumner maakte de weg vrij voor verder onderzoek naar de chemische structuur van zuivere enzymen en resulteerde in de studie van enzymen die een sleutelrol spelen in het onderzoek in de moderne biochemie.
