Эрл Уилбур Сазерленд-младший (англ. Earl Wilbur Sutherland Jr., 19 ноября 1915, Берлингейм — 9 марта 1974, Майами) — американский физиолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1971 году «за открытия, касающиеся механизмов действия гормонов».
Биография
Американский биохимик Эрл Уилбур Сазерленд родился в маленьком городке Берлингейме в Восточном Канзасе. Он был пятым из шести детей в семье. Его отец, носивший одинаковое с сыном имя, в течение 10 лет работал фермером в Нью-Мексико и Оклахоме, а затем поселился в Берлингейме, где с помощью своей жены Эдит Сазерленд (Хартшорн) и детей завел мануфактурное дело.
В детстве Эрл мог вволю гулять по лесам и полям и с тех пор на всю жизнь сохранил любовь к природе. В школе он активно занимался спортом, особенно баскетболом, футболом и теннисом. Книга Поля де Крайфа «Охотники за микробами», в доступной форме рассказывавшая о работе Луи Пастера и других выдающихся ученых-медиков, пробудила интерес юного Эрла к биологии и медицине.
В 1933 г. С. поступил в Уошберн-колледж в г. Топика (штат Канзас), однако в период Великой депрессии его родители совершенно разорились. Прибавив к стипендии те средства, которые он зарабатывал в качестве санитара местной больницы, С. смог продолжить образование и в 1937 г. получил диплом бакалавра. В этом же году он начал изучать медицину в медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Курс фармакологии здесь вел Карл Кори, и С. стал его студентом. Он произвел хорошее впечатление на Кори своей работой, и тот предложил ему должность студента-лаборанта. Благодаря этому С. не только получил представление о научной работе, но и установил прочные дружеские отношения с Кори.
В 1942 г. С. получил медицинский диплом и, желая заниматься практической медициной, поступил интерном в госпиталь Барнса в Сент-Луисе. В конце второй мировой войны он был мобилизован в армию и работал сначала батальонным хирургом, а затем врачом в военном госпитале в Германии.
В 1945 г. С. демобилизовался и вернулся в Сент-Луис. Здесь перед ним возникла проблема выбора между практической медициной и научной работой. Впоследствии он писал: «Кори убедил меня — не столько словами, сколько личным примером, — что мне следует заняться исследовательской работой». В течение следующих 8 лет С. работал на факультете биохимии Вашингтонского университета сначала преподавателем, а затем адъюнкт-профессором. В это время он сосредоточил свои усилия на двух направлениях. Во-первых, он занимался исследованием фосфорилазы — фермента, катализирующего расщепление гликогена в печени и мышцах (гликоген по мере надобности расщепляется в организме до глюкозы — углевода, который служит источником энергии в организме). Во-вторых, он пытался определить, каким образом гормоны адреналин (вырабатываемый мозговым слоем надпочечников) и глюкагон (гормон поджелудочной железы) вызывают высвобождение глюкозы из печени.
В 1953 г. С. возглавил факультет фармакологии университета Вестерн-Резерв в Кливленде. К этому времени он установил, что первый этап распада гликогена в экстрактах из печени стимулируется адреналином или глюкагоном, а затем катализируется фосфорилазой. Подробно изучая фосфорилазу, он обнаружил, что в экстрактах печени имеются ещё два фермента: один из них превращает активную фосфорилазу в неактивную (при этом выделяется неорганический фосфат), а второй реактивирует неактивную фосфорилазу, и при этом неорганический фосфат включается в её молекулу. Этот цикл реакций фосфорилирования-дефосфорилирования служит одним из важнейших процессов, отвечающих за выделение энергии в организме.
В это же время биохимики из университета штата Вашингтон в Сиэтле Эрвин Кребс и Эдмунд Фишер нашли сходный фермент в мышцах и показали, что реактивация фосфорилазы в мышечной ткани происходит в присутствии нуклеотида аденозинтрифосфата (АТФ) и специального фермента, который в настоящее время известен под названием киназы. фосфорилазы. Основываясь на этих данных, С. и его сотрудник Теодор Ролл попробовали добавлять к препаратам с неактивной фосфорилазой и АТФ гормоны с целью установить, какие из них стимулируют реакции активации. В результате они показали, что в бесклеточных экстрактах как адреналин, так и глюкагон вызывают образование активной формы фосфорилазы. Поскольку раньше считалось, что гормоны оказывают прямое действие в целом на клетку, эта работа заставила по-новому взглянуть на механизмы действия гормонов — в частности, явилась доказательством того, что влияние гормонов есть молекулярный процесс. Продолжая свои исследования, С. обнаружил ранее неизвестное вещество — циклический 3', 5'-аденозинмонофосфат (ц-АМФ). Это вещество способствовало превращению неактивной фосфорилазы в активную и отвечало за высвобождение глюкозы в клетке. Открытие ц-АМФ позволило С. сформулировать гипотезу вторичных посредников (мессенджеров) в действии гормонов, объясняющую, каким образом гормоны передают сигналы тканям-мишеням. С. предположил, что такие гормоны, как адреналин и глюкагон, являются первичными посредниками, выделяющимися из мест их образования и переносящимися с кровью к тканям-мишеням. Здесь они связываются с рецепторами наружной поверхности клеток, и эта реакция служит сигналом для клетки к повышению активности аденилатциклазы — фермента, располагающегося на её внутренней поверхности. В свою очередь активация аденилатциклазы вызывает образование ц-АМФ, служащего вторичным посредником (медиатором), стимулирующим специфические функции многих уже имеющихся в клетке ферментов. Подобные представления объясняют, почему глюкагон и адреналин оказывают на клетки печени одинаковое в качественном отношении действие.
