Мартин Джеффри Лоу (; 27 июля 1950 года в Саутпорте, Англия — 6 августа 2013 год, в США) — британский биохимик. Известен своими работами в области мембранных ГФИ-якорных и других белков в сотрудничестве с большим количеством учёных по всему миру. Член Лондонского королевского общества (с 1996)Low; Martin Geoffrey (1950—2013).
Биография Мартин Джеффри Лоу родился 27 июля 1950 года в семье Кена и Джоанн Лоу в Саутпорте в графстве Ланкашир на северо-западе Англии. Там он закончил детский сад и начальную школу. А в 11 лет поступил в престижную гимназию Короля Георга V, где у него проявился интерес к науке. У Мартина было два старших брата — Питер и Кристофер, которые всячески его поддерживали.
Дед Мартина по материнской линии, Том Джаггер, владел небольшим бизнесом по транспортировке мебели «Т. Джаггер и сыновья» и был известным человеком в Саутпорте. Он часто брал мальчиков на подработку, что помогало им самостоятельно оплачивать свои увлечения, такие как химическая «лаборатория» или походы к горам и озёрам.
Ранний интерес к науке Научная заинтересованность Мартина проявилась очень рано, на что повлиял ряд факторов. Одной из причин стало то, что его родители были убеждёнными сторонниками протестантской трудовой этики и смотрели на образование как на цель цивилизации и старт для личностного роста. Во многом на Мартина оказал влияние журнал , который тщательно подбирался отцом и привлекал содержанием красочных схем и диаграмм.
На один из Дней Рождений Питера родители подарили ему небольшой набор химических реактивов и книгу Ф. Шервуда-Тейлора «Юный химик». И в 10-12 лет они с Мартином уже проводили простые химические опыты по получению водорода, галогенов и даже нитрида йода. Мартин часто опережал школьную программу по химии, и тогда родители организовали ему целую лабораторию в зимнем саду нового дома, где было достаточно места для различных опытов и игр с братьями.
В подростковом возрасте интерес Мартина обратился к биохимии. Он часто читал книгу Стивена Роуза «Химия жизни». Его спальня украсилась замысловатыми схемами, такими как гликолитический путь Эмбдена-Мейергофа, а новое оборудование в лаборатории включало чашки Петри, агар и микроскопMichell R.H, Ferguson M.A.J. Martin Geoffrey Low. 27 July 1950 — 6 August 2013 // Biogr. Mems Fell. R. Soc., 2018, v. 65, p. 267—282..
Работа в Бирмингеме и Корнелле (1971—1979) В 1971 году Мартин окончил бакалавриат по биохимии в Университете Ньюкасла-на-Тайне на северо-востоке Англии. Затем он переехал в Бирмингем, чтобы продолжить обучение в аспирантуре под руководством Дж. Брайана Финиана в популярной лаборатории. Тогда он начал заниматься фундаментальными исследованиями клеточных мембран. Мартин выбрал стол в дальнем углу и старался привлекать как можно меньше внимания. Ежедневно он носил лабораторный халат, джинсы и рубашку в стиле «кантри» (по воспоминаниям коллеги Джона Берримана).
В то время Мартин Лоу работал в соавторстве с Роджером Коулманом и Брайаном Финианом над мембранами различных бактерий и выделял растворимые ферменты. Через некоторое время, в августе 1977 года, он переехал в Америку на север штата Нью-Йорк в Итаку, чтобы работать с Доном Зильверсмитом в Корнеллском университетеLow M.G., Zilversmit D.B. Role of phosphatidylinositol in attachment of alkaline phosphatase to membranes // Biochemistry, 1980, v. 19, p. 3913-3918..
Самостоятельные исследования в Оклахоме и Колумбии (1981—2008) Некоторое время Мартин работал в Отделе биофизики Медицинского Колледжа Вирджинии, а после, в 1981 году, переехал в Оклахому-Сити. Там он наладил производство бактериальных ферментов, которыми занимался в аспирантуре, и стал сотрудничать со множеством учёных, отправляя образцы своих ферментов по всему миру. Наиболее продуктивной оказалась коллаборация с израильскими учёными Израэлем Силменом и Тони Футерменом из Института Вейцмана.
К 1985 году Мартин Лоу стал сотрудничать ещё с одним ученым, Майком Фергюсоном из лаборатории Рокфеллеровского университета. Они проводили много времени, обсуждая результаты экспериментов по телефону, и построили вместе первые теоретические модели действия выделяемых ферментовLow M.G., Ferguson M.A., Cross G.A. Glycosyl-sn-1,2-dimyristyl-phosphatidylinositol is covalently linked to Trypanosoma brucei variant surface glycoprotein // J. Biol. Chem., 1985, v. 260, p. 14547-14555..
После всех впечатляющих работ Мартина с ним связалась Джина Колатта, корреспондент журнала Science, и написала краткий отчет о совершённых открытияхKolata G. Novel protein/membrane attachment // Science, 1985, v. 229, 850 P.. В 1987 году Мартин Лоу перевёлся в Колумбийский университет и жил вместе с женой и сыном в Оссиниге на севере штата Нью-Йорк.
Cмерть В 2008 году Мартин Джеффри Лоу преждевременно ушёл в отставку в связи с болезнью Альцгеймера. Он умер 13 августа 2013 года в возрасте 63 лет.
Научная деятельность Мартин внёс огромный вклад в изучение мембранных белков. Его наблюдения, экспериментальное упорство и щедрость сыграли важную роль в открытии совершенно новой области мембранной биологии и биохимии. Его открытие мембранных ГФИ-якорей стало общеизвестным и было включено в учебники по биохимии и пособия по молекулярной и клеточной биологии. Это наследие продолжает оказывать влияние на биологов во многих дисциплинах.
Исследование на соискание степени PhD Дж. Б. Финиан, который руководил исследованиями Мартина в Бирмингеме, один из первых применил рентгеноструктурный анализ для изучения строения биологических мембранFinean J.B. Biophysical contributions to membrane structure // Q. Rev. Biophys., 1969, v. 2, p. 1-23.. Он разделял лабораторию с двумя коллегами: Роджером Коулманом, который использовал структурные и ферментативные методы для исследования плазматических мембранColeman R., Finean, J.B., Knutton S., Limbrick A.R. A structural study of the modification of erythrocyte ghosts by phospholipase C // Biochim. Biophys. Acta, 1970, v. 219, p. 81-92., и Бобом Митчеллом, который исследовал клеточные функции инозитолфосфолипидовLapetina E.G., Michell R.H. Phosphatidylinositol metabolism in cells receiving extracellular stimulation // FEBS Lett., 1973, v. 31, p. 1-10.. Задачей Мартина было расширение спектра фосфолипаз, которые использовали Коулман и Финиан, и увеличение их чистоты. В частности, он искал бактериальные фосфолипазы, избирательно атакующие определённые виды мембранных фосфолипидов. Он нашел работы о фосфолипазе CSlein M.W., Logan G.F. Mechanism of action of the toxin of Bacillus anthracis: alkaline phosphatasemia produced by culture filtrates of various bacilli // J. Bacteriol., 1962, v. 83, p. 359—369., которая была выделена из культуральных жидкостей Bacillus cereus, Bacillus anthracis и специфично гидролизовала минорный мембранный липид — фосфатидилинозитол (сокращенно PI). Также в работе было показано, что фосфатидилинозитол-специфичная фосфолипаза C (PI-PLC) способствует выделению щелочной фосфатазы в кровь (при введении PI-PLC в организм животных) или в межклеточную среду (при инкубации кусочков ткани или клеточного лизата с PI-PLC). Мартин выделил аналогичный PI-PLC комплекс из золотистого стафилококка, Staphylococcus aureusLow M.G., Finean J.B. The action of phosphatidylinositol-specific phospholipases C on membranes // Biochem. J., 1976, v. 154, p. 281—284.. К 1977 году три лаборатории независимо показали, что обработка некоторых типов клеток бактериальными PI-PLC действительно приводит к выделению щелочной фосфатазыLow M.G., Finean J.B. Release of alkaline phosphatase from membranes by a phosphatidylinositolspecific phospholipase C // Biochem. J., 1977, v. 167, p. 281—284.Slein M.W., Logan G.F. Characterization of the phospholipases of Bacillus cereus and their effects on erythrocytes, bone and kidney cells // J. Bacteriol., 1965, v. 90, p. 69-81.Ikezawa H., Yamanegi M., Taguchi R., Miyashita T., Ohyabu T. Studies on phosphatidylinositol phosphodiesterase phospholipase C type of Bacillus cereus: I. Purification, properties and phosphatasereleasing activity // Biochim. Biophys. Acta, 1976, v. 450, p. 154—164.. Мартин рассуждал:«Если это так, другие ферменты могли бы быть прикреплены к поверхности клеток подобными якорями, и обработка PI-PLC могла бы также высвободить их.» Он и коллеги быстро показали, что это было верно для ацетилхолинэстеразы (АХЭ) эритроцитовLow M.G., Finean J.B. Non-lytic release of acetylcholinesterase from erythrocytes by a phosphatidylinositol-specific phospholipase C // FEBS Lett., 1977, v. 82, p. 143—146. и для 5-нуклеотидазы гепатоцитов и лимфоцитовLow M.G., Finean J.B. Specific release of plasma membrane enzymes by a phosphatidylinositol-specific phospholipase C // Biochim. Biophys. Acta, 1978, v. 508, p. 565—570.Taguchi R., Ikezawa H. Phosphatidyl inositol-specific phospholipase C from Clostridium novyi type A // Arch. Biochem. Biophys., 1978, v. 186, p. 196—201.. Выделенные ферменты были хорошо растворимы и не содержали остатков мембран.
В Корнеллском университете Итаки он подтвердил свои результаты. Этого было достаточно, чтобы подчеркнуть функцию фосфатидилинозитола в прикреплении белков к мембранам и упомянуть об этом в глобальном обзоре функций инозитолфосфолипидовMichell R. H. Inositol phospholipids in membrane function // Trends Biochem. Sci., 1979, v. 4, p. 128—131..
На следующие десять лет Мартин определил задачи: какие из белков могут быть прикреплены к поверхности таким способом; какое точное строение имели якорные структуры; какие из организмов используют их.
Работа в Америке
Мартин переехал в Оклахому-Сити в 1981 г. Здесь он наладил производство бактериальных PI-PLC и поставку их в другие лаборатории. Вот что говорил один соавторов Мартина, Израэль Силмен из Института Вейцмана:«Начало сотрудничеству было положено в 1977 году, когда я путешествовал на поезде с Бобом Митчеллом, возвращающимся с Харденовской конференции в Уае. Боб рассказал мне, что в Бирмингемском университете был аспирант, который мог солюбилизировать АХЭ эритроцитов с помощью бактериальной фосфолипазы. Первые плоды появились пять лет спустя, когда мы позвонили Бобу узнать, как мы можем связаться с аспирантом, которого звали Мартин Лоу, и получить его фосфолипазы. Мы хотели протестировать их действие на связанном с мембраной димере АХЭ, который в больших количества был найден в стрекательных клетках хвоста калифорнийского гнюса и напоминал АХЭ эритроцита. Боб сказал нам, что к тому времени Мартин был далеко в Оклахоме-Сити. Мы написали Мартину письмо и попросили в нём образец PI-PLC золотистого стафилококка. Он великодушно предложил послать нам фермент и сотрудничать. Мы согласились. Это оказалось очень мудрым решением, поскольку позволило извлечь выгоду из энциклопедических знаний Мартина в области химии инозитолфосфатов и его четкого и критического понимания действия фосфолипаз C-типа на фосфатидилинозитол и другие фосфолипиды.»Впоследствии группа Вейцмана совместно с Биллом Шерманом, ветераном биохимии инозитола из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, впервые показали, что место на поверхности клетки, к которому прикреплена АХЭ, содержит ковалентно связанную структуру на основе фосфатидил-мио-инозитола, и добавление PI-PLC обеспечивает солюбилизацию мембранной АХЭ в стрекательных клетках скатаLow M.G., Futerman A.H., Silman I. A hydrophobic dimer of acetylcholinesterase from Torpedo californica electric organ is solubilized by phosphatidylinositol-specific phospholipase C // Neurosci. Lett., 1983, v. 40, p. 85-89.Low M.G., Futerman A.H., Fiorini R.M., Roth E., Silman I. Physicochemical behaviour and structural characteristics of membrane-bound acetylcholinesterase from Torpedo electric organ: effect of phosphatidylinositol-specific phospholipase C // Biochem. J., 1985, v. 226, p. 369—377.Low M.G., Futerman A.H., Ackermann K.E., Sherman W.R., Silman I. Identification of covalently bound inositol in the hydrophobic membrane-anchoring domain of Torpedo acetylcholinesterase // Biochem. Biophys. Res. Comm., 1985, v. 129, p. 312—317..