Colauréats du prix Nobel de chimie pour son analyse par diffraction des rayons X de la structure de l’hémoglobine
Biographique Max F. Perutz (1914-2002)
Max Ferdinand Perutz est né à Vienne le 19 mai 1914. Ses deux parents, Hugo Perutz et Dely Goldschmidt, sont issus de familles de fabricants de textiles qui avaient fait fortune au XIXe siècle grâce à l’introduction de la filature et du tissage mécaniques dans la monarchie autrichienne. . Il a été envoyé à l’école au Theresianum, un lycée dérivé d’une académie d’officiers du temps de l’impératrice Marie-Thérèse, et ses parents lui ont suggéré d’étudier le droit en vue d’entrer dans l’entreprise familiale. Cependant, un bon maître d’école a éveillé son intérêt pour la chimie, et il n’a eu aucune difficulté à persuader ses parents de le laisser étudier la matière de son choix. 
En 1932, il entra à l’Université de Vienne, où il, selon ses propres mots, « perdit cinq semestres dans un cours exigeant d’analyse inorganique ». Sa curiosité fut cependant éveillée par la chimie organique, et surtout par un cours de biochimie organique, donné par F. von Wessely, dans lequel les travaux de sir FG Hopkins à Cambridge étaient mentionnés. C’est ici que Perutz a décidé que Cambridge était l’endroit où il voulait travailler pour sa thèse de doctorat. Avec l’aide financière de son père, il devint étudiant-chercheur au Cavendish Laboratory de Cambridge sous la direction de JD Bernal en septembre 1936, et il est resté à Cambridge depuis.
Après l’invasion d’Hitler en Autriche et en Tchécoslovaquie, l’entreprise familiale a été expropriée, ses parents sont devenus des réfugiés et ses propres fonds ont été rapidement épuisés. Il a été sauvé en étant nommé assistant de recherche de Sir Lawrence Bragg, grâce à une subvention de la Fondation Rockefeller, le 1er janvier 1939. La subvention a continué, avec diverses interruptions dues à la guerre, jusqu’en 1945, lorsque Perutz a reçu une bourse de recherche Imperial Chemical Industries. En octobre 1947, il fut nommé à la tête de l’unité nouvellement constituée du Conseil de la recherche médicale pour la biologie moléculaire, avec JC Kendrew représentant l’ensemble de son personnel. Il a continué à occuper ce poste jusqu’à ce qu’il soit nommé président du Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, en mars 1962. Sa collaboration avec Sir Lawrence Bragg s’est poursuivie pendant toutes ces années.
Les travaux scientifiques de Perutz sur la structure de l’hémoglobine ont commencé à la suite d’une conversation avec F. Haurowitz à Prague, en septembre 1937. GS Adair lui a fabriqué les premiers cristaux d’hémoglobine de cheval, et Bernal et I. Fankuchen lui ont montré comment prendre Images radiographiques et comment les interpréter. Au début de 1938, Bernal, Fankuchen et Perutz [Nature, 141 (1938) 523] ont publié un article conjoint sur la diffraction des rayons X à partir de cristaux d’hémoglobine et de chymotrypsine. Les cristaux de chymotrypsine étaient maclés et donc difficiles à travailler, et donc Perutz a continué avec l’hémoglobine. D. Keilin, alors professeur de biologie et de parasitologie à Cambridge, s’est rapidement intéressé aux travaux et a fourni à Perutz et à ses collègues les installations de laboratoire biochimique qui leur manquaient au Cavendish. Ainsi, de 1938 jusqu’au début des années cinquante, la chimie des protéines a été effectuée à l’Institut Molteno de Keilin et les travaux de radiographie au Cavendish, Perutz comblant activement le fossé entre la biologie et la physique sur son vélo. La suite de l’histoire est bien connue et fait l’objet de son discours Nobel.
Perutz a poursuivi une ligne secondaire concernant les glaciers, étudiant leur texture cristalline et leur mécanisme d’écoulement, mais c’était surtout une excuse pour travailler dans les montagnes : c’est un alpiniste passionné, ses autres loisirs étant la marche, le ski et le jardinage. Scientifiquement, son intérêt prépondérant se situe du côté de la biologie moléculaire. Il est reconnaissant d’avoir eu la chance d’être rejoint par des collègues de grande compétence, dont plusieurs ont maintenant été honorés du prix Nobel en même temps que Perutz lui-même. Kendrew est venu en 1946, Crick en 1948 et Watson est arrivé en tant que visiteur en 1951. Récemment, F. Sanger, qui a reçu le prix Nobel en 1958, s’est également associé à eux. Perutz est extrêmement heureux de la généreuse reconnaissance accordée par l’Académie suédoise des sciences et l’Institut royal Karolinska à leurs grandes aventures communes et espère que cela les incitera à de nouveaux projets.
Perutz, membre de la Royal Society, a été nommé Commandeur de l’Empire britannique en 1962. Il est également membre honoraire de l’Académie américaine des arts et des sciences. En 1942, Perutz épouse Gisela Peiser. Ils ont deux enfants, Vivien (né en 1944) et Robin (né en 1949).
Max Perutz (1914 – 2002)
En 1936, Max Perutz arrive au Cavendish Laboratory de Cambridge, pour travailler dans le domaine de la cristallographie aux rayons X. Cette décision le conduirait à devenir un pionnier dans le nouveau domaine de la biologie moléculaire, à cofonder un laboratoire de recherche de classe mondiale et à développer une technique pour déverrouiller les structures des protéines. Max Ferdinand Perutz est né à Vienne le 19 mai 1914. Son père possédait une petite usine textile et sa mère était également issue d’une famille de fabricants de textile. Max a fréquenté Theresianum, une école d’élite à Vienne, où son professeur a suscité son intérêt pour la chimie. Il a ensuite étudié la chimie à l’Université de Vienne. Là-bas, il s’est intéressé à la biochimie organique et après avoir entendu parler des travaux de Sir Frederick Gowland Hopkins à Cambridge, il a décidé que c’était là qu’il voulait faire sa thèse de doctorat. Il est venu à Cambridge en 1936, mais au lieu de rejoindre le laboratoire de Hopkins, il est devenu un étudiant de recherche sous la direction du physicien de renommée mondiale JD Bernal au laboratoire Cavendish.
À cette époque, des découvertes récentes montraient que toutes les réactions chimiques dans les cellules vivantes étaient catalysées par des enzymes et que toutes les enzymes étaient des protéines, mais on ne savait presque rien de la structure des protéines. Max considérait la structure des protéines comme le problème clé de la biologie et pensait que la cristallographie aux rayons X était la seule méthode susceptible de résoudre ce problème. C’est ainsi que Max s’est lancé dans l’ambitieux projet de résoudre la structure des protéines. Il a choisi la protéine du sang, l’hémoglobine – elle était facilement disponible et était l’une des rares protéines à avoir été cristallisée avec succès.
Après avoir terminé son doctorat, les recherches de Max ont été interrompues par le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale. Max, avec des centaines d’autres, a été interné en tant que «étranger ennemi» et envoyé au Canada. À la suite d’efforts considérables d’autres scientifiques de Cambridge et de la Royal Society, Max et d’autres universitaires et enseignants internés ont été libérés, et Max est revenu à Cambridge en janvier 1941. L’année suivante, Max s’est engagé dans un projet de guerre, « Habakkuk », pour construire bases aériennes flottantes en glace renforcée. Le projet a finalement été abandonné – car la gamme croissante d’avions signifiait que les bases aériennes flottantes n’étaient plus nécessaires. De retour à ses recherches, Max fut rejoint en 1945 par John Kendrew, qui avait été encouragé à travailler avec Max après avoir rencontré JD Bernal. Ils ont commencé à travailler ensemble sur les cristaux d’hémoglobine de mouton, avant que John ne passe à la myoglobine, la protéine qui stocke l’oxygène dans les muscles des mammifères plongeurs.
En 1947, le financement de Max et John devait prendre fin et l’avenir de l’œuvre était en danger. David Keilin, directeur de l’Institut Molteno voisin, a suggéré à Sir Lawrence Bragg, le professeur Cavendish, d’approcher Sir Edward Mellanby, le secrétaire du Conseil de la recherche médicale (MRC) pour obtenir un financement. Cette approche a été couronnée de succès et en octobre 1947, «l’unité MRC de recherche sur la structure moléculaire des systèmes biologiques» a été créée, avec Max comme directeur. En 1962, l’unité est devenue le Laboratoire de biologie moléculaire du MRC (LMB), avec Max comme président.
Dans l’unité MRC nouvellement créée, Max a continué à travailler sur la structure de l’hémoglobine, en utilisant la cristallographie aux rayons X, et sa percée a eu lieu en 1953 lorsqu’il a résolu le «problème de phase» de la technique. Cela était lié à la façon dont les ondulations des phases des ondes sont en phase et en décalage les unes par rapport aux autres. Il est impossible de calculer les positions exactes des plans cristallins sans les connaître et donc on ne sait pas où se situent les atomes. Max a découvert que la fixation d’atomes de métaux lourds sur des cristaux, qui dispersent fortement les rayons X et fournissent un ensemble de points de référence dans le diagramme de diffraction, résolvait ce problème. Cette méthode est encore une pierre angulaire de la biologie structurale.
En utilisant cette technique, John Kendrew a continué à produire la première structure tridimensionnelle d’une protéine, la myoglobine, en 1958. Peu de temps après, Max a révélé la structure de l’hémoglobine. En 1962, ils ont reçu conjointement le prix Nobel de chimie pour leurs études sur les structures des protéines. Par la suite, Max a continué à travailler sur les structures protéiques. Il a officiellement pris sa retraite en tant que président du LMB en 1979, après avoir supervisé le développement de l’unité MRC en un laboratoire de recherche de premier ordre. Il a continué à travailler dans le laboratoire jusqu’à peu de temps avant sa mort. C’est au cours de cette dernière période que Max a changé l’orientation de son étude et a commencé à se concentrer sur l’examen des maladies neurodégénératives, en particulier la maladie de Huntington.
Max a également continué à s’intéresser aux travaux des jeunes scientifiques du LMB, l’allant souvent chercher à la cantine à l’heure du déjeuner ou des pauses thé pour savoir sur quoi ils travaillaient. Il a toujours insisté pour que les jeunes scientifiques reçoivent l’entière responsabilité et le crédit de leur travail. Max a été nommé Fellow de la Royal Society en 1954, Commandeur de l’Empire britannique en 1962 et Ordre du mérite en 1988. Max est décédé à Cambridge le 6 février 2002, à l’âge de 87 ans.
Le scientifique
En 1936, après avoir fait un premier diplôme universitaire en Autriche, Perutz devient étudiant-chercheur au Cavendish Laboratory de l’Université de Cambridge, dans un groupe de recherche en cristallographie sous la direction de JD Bernal. Perutz était affilié au Peterhouse College de Cambridge depuis son inscription en 1936 jusqu’à sa mort. Il a été membre honoraire de 1962 à 2002 et a été vu au moins une fois par semaine dans les couloirs du Collège jusqu’à peu avant sa mort. Il s’intéressait vivement aux membres juniors et était un conférencier régulier et populaire au Kelvin Club, la société scientifique du Collège. Les contributions de Perutz à la biologie moléculaire à Cambridge sont documentées dans The History of the University of Cambridge : Volume 4 (1870 to 1990) publié par Cambridge University Press en 1992.
En 1953, Perutz a montré que les rayons X diffractés des cristaux de protéines pouvaient être mis en phase en comparant les motifs des cristaux de la protéine avec et sans atomes lourds attachés. En 1959, il utilise cette méthode pour déterminer la structure moléculaire de la protéine hémoglobine, qui transporte l’oxygène dans le sang. Ce travail lui a valu de partager avec John Kendrew le prix Nobel de chimie de 1962. Robin Perutz, le fils de Max et Gisela Perutz, est professeur de chimie à l’Université de York en Angleterre. Leur fille Vivien a édité une sélection des lettres de Max pour publication par Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Structure de l’ADN et Rosalind Franklin
On peut se demander si Watson et Crick auraient dû avoir accès aux résultats de Franklin à son insu ou sans sa permission, et avant qu’elle n’ait eu la chance de publier une analyse détaillée du contenu de son rapport d’étape non publié. On ne sait pas non plus à quel point le contenu de ce rapport avait été important pour la modélisation de Watson et Crick. Dans un effort pour clarifier cette question, Perutz a publié plus tard le rapport, arguant qu’il n’incluait rien que Franklin n’avait pas dit dans une conférence qu’elle a donnée à la fin de 1951 et à laquelle Watson a assisté. Perutz a également ajouté que le rapport était adressé à un comité de la MRC créé dans le but « d’établir un contact entre les différents groupes de personnes travaillant pour le Conseil ». Les laboratoires de Randall et de Perutz ont tous deux été financés par le CRM. 
Dans ses dernières années, Perutz était un critique / essayiste régulier pour The New York Review of Books sur des sujets biomédicaux. Beaucoup de ces essais sont réimprimés dans son livre de 1998, J’aurais aimé vous avoir mis en colère plus tôt. Le flair de Perutz pour l’écriture était un développement tardif. Son parent Leo Perutz, un écrivain distingué, a dit à Max quand il était enfant qu’il ne serait jamais écrivain. Ainsi, Max chérissait hautement le fait qu’il ait reçu le prix Lewis Thomas pour l’écriture sur la science en 1997
Livres de Perutz
La science est-elle nécessaire : Essais sur la science et les scientifiques.
- J’aurais aimé vous avoir mis en colère plus tôt : Essais sur la science, la science, les scientifiques et l’humanité. Presse CSHL. Comprend un récit de ses aventures pendant la Seconde Guerre mondiale et des extraits de son carnet contenant des citations précieuses d’autres auteurs.
Protéines et acides nucléiques : structure et fonction.
Répétitions de la glutamine et maladies neurodégénératives : aspects moléculaires.
Le molecole dei viventi. Rome : Di Renzo Editore. ISBN : 8886044917
Structure des protéines : Guide de l’utilisateur
Max Ferdinand Perutz (1914-2002)
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— Vidyamandir Classes (@VmcLearning) May 19, 2023
Biochimiste austro-britannique qui a partagé le prix Nobel de chimie en 1962 pour son analyse par diffraction des rayons X de la structure de l’hémoglobine, la protéine qui transporte l’oxygène des poumons vers les tissus via les cellules sanguines. Il a identifié que l’hémoglobine est constituée de quatre chaînes protéiques enroulées ensemble et que la molécule change de forme lorsque de l’oxygène est ajouté. Perutz s’est également intéressé à l’étude des glaciers, effectuant des mesures qui ont été les premières à montrer différents taux d’écoulement dans différentes parties du même glacier.
https://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/about-lmb/lmb-alumni/alumni/max-perutz-1914-2002/
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1962/perutz/biographical/