ハンス・クレブス（生化学者）

クレブスはドイツのヒルデスハイムで、耳鼻咽喉科医のゲオルク・クレブスとアルマ・クレブス（旧姓デイヴィッドソン）の間に 生まれた。 ^{[ 10 ]}彼はユダヤ系の家系で、3人兄弟の真ん中だった。^{[ 11 ]}姉のエリザベートと弟のヴォルフガングがいた。^{[ 12 ]}

クレブスは故郷のアンドレアヌム・ギムナジウムに通った。 ^{[ 10 ]}第一次世界大戦終結間際の1918年9月、中等教育を修了するまであと6か月というところで、彼はドイツ帝国軍に徴兵された。^{[ 11 ]}彼は高校卒業資格のための緊急試験を受けることを許され、非常に高い点数で合格したため、試験官が「過度に寛大で同情的」だったのではないかと疑った。^{[ 13 ]} 2か月後の戦争終結とともに、彼の徴兵は終了した。^{[ 11 ]}

クレブスは父と同じ職業に就くことを決意し、 1918年12月にゲッティンゲン大学に入学して医学を学んだ。1919年にフライブルク大学に転校した。^{[ 10 ]} 1923年に、組織染色技術に関する最初の科学論文を発表した。この研究は、1920年にヴィルヘルム・フォン・モレンドルフの指導の下で行われた。^{[ 12 ]} 1923年12月に医学課程を修了した。医学博士号と医師免許を取得するために、ベルリン大学の第3医科大学で1年間過ごした。^{[ 10 ]}その頃には、開業医になることから、特に生化学の分野で医学研究者になることへと職業上の目標を変えていた。1924年に、ベルリンのシャリテ病院病理学研究所の化学科で化学と生化学の訓練を受けた。^{[ 14 ]}彼は1925年にハンブルク大学で医学博士号を取得した。^{[ 11 ] [ 15 ] [ 16 ]}

1926年、クレブスはベルリンのダーレムにあるカイザー・ヴィルヘルム生物学研究所でオットー・ハインリヒ・ワールブルクの研究助手として加わった。^{[ 17 ]}彼は年間4800マルクの給料をもらっていた。1930年、4年後、16の論文を発表したクレブスは、指導教官のワールブルクから次の段階に進むよう勧められ、アルトナ（現在のハンブルクの一部）の市立病院の医学部の助手として働き始めた。翌年、彼はフライブルク大学の医学部に移った。フライブルクでは、約40人の患者を担当し、自由に自分の研究を行うことができた。フライブルクでの1年が終わる前に、彼は研究学生のクルト・ヘンゼライトとともに、尿素合成のオルニチン回路、つまり尿素生成の代謝経路を発見したことを発表した。これは現在では尿素回路として知られており、クレブス・ヘンゼライト回路とも呼ばれることがある。彼らはまた、動脈内の血流を研究するための複雑な水溶液（緩衝液）または体外灌流を開発し、これは現在クレブス・ヘンゼライト緩衝液と呼ばれている。^{[ 18 ] [ 19 ]} 1932年、彼は尿素回路の基本的な化学反応を発表し、科学者としての名声を確立した。

尊敬されるドイツ人科学者であったクレブスの生活は、ユダヤ系の出自のために1933年に突然終わりを迎えた。ヒトラーのナチ党が政権を握ると、ドイツは「公務員制度の再建に関する法律」を制定し、非ドイツ人および反ナチスを専門職から排除することを定めた。クレブスは1933年4月に正式に解雇され、1933年7月1日に職を失った。ケンブリッジ大学のフレデリック・ゴーランド・ホプキンス卿はすぐにクレブスを助け、大学にクレブスを生物化学科に招き入れるよう説得した。^{[ 20 ]} 1933年7月までに、彼はロックフェラー財団の財政支援を受けてケンブリッジに落ち着いた。

ドイツは彼が私物しか持ち込めないように制限したが、幸運なことに政府職員は彼が機材と研究サンプルをイギリスに持ち込むことを許可した。それらは彼の後の発見に極めて重要なものとなり、特にワールブルクが薄い組織片の酸素消費量を測定するために特別に開発したマノメーターは、彼の研究の基礎となった。^{[ 21 ]}

彼は1934年に生化学の助手として任命され、1935年にシェフィールド大学から薬理学の講師の職をオファーされ、より広い研究室と2倍の給料を与えられた。彼はそこで19年間働いた。シェフィールド大学は1938年に生化学科（現在の分子生物学・バイオテクノロジー学科）を開設し、クレブスが初代学科長となり、1945年には最終的に教授となった。彼の在任中、この学科は世界有数の生化学科となった。^{[ 22 ]}クレブスは1943年にソービー研究所の運営を引き継いだ。1944年、英国医学研究評議会はシェフィールドにMRC細胞代謝研究ユニットを設立し、クレブスが所長に任命された。これにより、彼の研究室は非常に大きくなり、地元の人々は冗談で「クレブスの帝国」とあだ名をつけた。

彼は1954年にMRCユニットと共にオックスフォード大学に移り、生化学のホイットリー教授に就任し、1967年に退職するまでその職を務めた。生化学ジャーナルの編集委員会は彼の退職に際して祝意を述べたが、彼は科学論文を発表することで彼らを忙しくさせ続けることを約束した。彼は研究を続け、MRCユニットをオックスフォードのラドクリフ病院のナフィールド臨床医学部に移した。そこから彼は100以上の研究論文を発表した。^{[ 15 ] [ 16 ] [ 23 ] [ 24 ]}

1932年、クレブスはフライブルク大学の医学生クルト・ヘンゼライトと共に尿素回路の概要を解明した。フライブルク大学の医科大学で働いていたクレブスはクルト・ヘンゼライトと出会い、彼と共に尿素生成の化学過程を研究した。1904年、ドイツ人のA.コッセルとH.D.ダキンは、アルギニンがアルギナーゼ酵素によって加水分解され、無機反応でオルニチンと尿素を生成することを示した。 ^{[ 28 ]}この反応に基づいて、クレブスとヘンゼライトは、生細胞内でも同様の反応が起こり、オルニチンとシトルリンが中間反応である可能性があると仮定した。 ^{[ 29 ] [ 30 ]}クレブスはアルギニンの合成の可能な方法の研究に着手した。彼はワールブルクマノメーターを用いて、肝臓のスライスを精製オルニチンとシトルリンと混合した。彼は、シトルリンがアンモニアと二酸化炭素からの尿素の代謝反応において触媒として作用することを発見した。彼とヘンゼライトは1932年にその発見を発表した。こうして尿素回路（または「オルニチン回路」）が確立され、これは最初に発見された代謝回路となった。^{[ 21 ] [ 31 ]}

シェフィールド大学で、クレブスとウィリアム・アーサー・ジョンソンは、グルコースの分解からエネルギーを伝達するために酸素が消費される細胞呼吸を研究した。クレブスは、ドイツで共同研究をしていた際に、マノメーターを使用すれば酸素消費を検出し、グルコース代謝における化学反応を特定できる可能性があるとワールブルクに提案していた。ワールブルクはその考えをきっぱりと否定した。シェフィールドで、クレブスは化学反応の特定に精力的に取り組み、数多くの仮説的な経路を考案した。彼はマノメーターを用いて、それらの仮説を一つずつ検証した。コハク酸、フマル酸、リンゴ酸を含む仮説の一つが有用であることが判明した。なぜなら、これらの分子はすべてハトの胸筋における酸素消費を増加させたからである。1937年、ドイツの生化学者フランツ・クノープとカール・マルティヌスは、クエン酸を用いてオキサロ酢酸を生成する一連の反応を実証していた。クレブスは、これらの分子がそのような反応の欠けていた中間体である可能性があることに気づいた。 4か月にわたる実験作業で不足部分を補った後、クレブスとジョンソンは化学サイクルの順序を確立することに成功し、それを「クエン酸回路」と名付けた。^{[ 32 ] [ 33 ]}これは「クレブス回路」または「トリカルボン酸（TCA）回路」としても知られている。

クレブスは1937年6月10日に発見に関する短い原稿をネイチャー誌に送った。6月14日、編集者から拒否の手紙が届き、同誌には「すでに7～8週間分の書簡欄を埋めるのに十分な手紙が届いている」と述べられ、クレブスに「別の定期刊行物に早期に投稿するよう」勧められた。^{[ 34 ]}

クレブスはすぐに「動物組織の中間代謝におけるクエン酸の役割」と題したより長いバージョンを作成し、2週間後にオランダの雑誌Enzymologiaに送り、2か月後に出版された。^{[ 4 ] [ 35 ]}その後、さまざまな雑誌に一連の論文が掲載された。^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

クレブスはクエン酸回路にさらに詳細を加え続けた。 1947年にフリッツ・アルベルト・リップマンがアセチルCoAを発見したことも、もう一つの大きな貢献であった。^{[ 5 ] [ 39 ]}しかし、この新しい発見は彼の古典的な反応に問題を引き起こした。1957年、彼はハンス・コルンベルクとともに、さらに重要な酵素があることを発見した。1つはリンゴ酸シンターゼで、酢酸とグリオキシル酸を縮合させてリンゴ酸を生成する。もう1つはイソクエン酸リアーゼで、イソクエン酸からグリオキシル酸を切断して反応にグリオキシル酸を供給する。^{[ 9 ]}これらの2つの反応は通常のクエン酸回路に従わなかったため、この経路はクエン酸回路のグリオキシル酸バイパスと名付けられたが、現在ではグリオキシル酸回路として知られている。^{[ 21 ] [ 40 ]}