Перси Лавон Джулиан (11 апреля 1899 г. – 19 апреля 1975 г.) был американским химиком-исследователем и пионером в области химического синтеза лекарственных препаратов из растений. [1] Джулиан был первым человеком, синтезировавшим натуральный продукт физостигмин , и пионером в области промышленного крупномасштабного химического синтеза человеческих гормонов прогестерона и тестостерона из растительных стеролов, таких как стигмастерол и ситостерол . Его работа заложила основу для производства кортизона , других кортикостероидов и искусственных гормонов в стероидной фармацевтической промышленности , что привело к появлению противозачаточных таблеток . [2] [3] [4]
Джулиан основал собственную компанию по синтезу стероидных промежуточных продуктов из дикого мексиканского ямса . Его работа помогла значительно снизить стоимость стероидных промежуточных продуктов для крупных многонациональных фармацевтических компаний, что помогло значительно расширить использование нескольких важных препаратов, включая синтетический кортизон. [5] [6]
Джулиан был одним из первых афроамериканцев, которому было разрешено получить докторскую степень по химии . Он был первым афроамериканским химиком, принятым в Национальную академию наук , и вторым афроамериканским ученым после Дэвида Блэквелла , принятым в эту организацию из любой области. [5] За всю свою карьеру Джулиан получил более 130 патентов.
Перси Лавон Джулиан родился 11 апреля 1899 года в Монтгомери, штат Алабама , [7] и был первым ребенком из шести детей Джеймса Самнера Джулиана и Элизабет Лены Адамс Джулиан. Оба его родителя были выпускниками того, что должно было стать Университетом штата Алабама . Его отец Джеймс работал клерком в железнодорожной службе почтового отделения Соединенных Штатов , а его мать Элизабет была школьной учительницей. [8] [9]
В то время, когда доступ к образованию за пределами восьмого класса был крайне редок для афроамериканцев, родители Джулиана направляли всех своих детей в сторону высшего образования. Джулиан учился в Университете ДеПау в Гринкасле, штат Индиана . Колледж принимал мало афроамериканских студентов. Сегрегированный характер города подвергал его социальным унижениям. Ему не разрешалось жить в общежитии колледжа, и сначала он жил в пансионе за пределами кампуса, где ему отказывали в еде. Ему потребовалось несколько дней, прежде чем он нашел заведение, где он мог бы поесть. Позже он нашел работу топщика печи, официанта и выполнял другие случайные работы в доме братства ; взамен ему разрешалось спать на чердаке и есть в доме. Джулиан окончил Университет ДеПау в 1920 году как член общества Фи Бета Каппа и выпускник . [10]
К 1930 году его отец перевез семью в Гринкасл , чтобы все его дети могли посещать ДеПау. Он все еще работал железнодорожным почтовым клерком. [11] У Джеймса был собственный дом, стоимостью в 3000 долларов (примерно 55000 долларов сегодня).
После окончания DePauw Джулиан хотел получить докторскую степень по химии, но узнал, что афроамериканцу будет трудно это сделать. Вместо этого он получил должность преподавателя химии в Университете Фиска . В 1923 году он получил стипендию Остина по химии, которая позволила ему поступить в Гарвардский университет, чтобы получить степень магистра. Однако, обеспокоенный тем, что белые студенты будут недовольны тем, что их будет обучать афроамериканец, Гарвард лишил Джулиана должности ассистента преподавателя , что сделало невозможным для него получить там докторскую степень.
В 1929 году, будучи преподавателем в Университете Говарда , Джулиан получил стипендию Фонда Рокфеллера для продолжения своей аспирантуры в Венском университете , где он получил степень доктора философии в 1931 году. Он учился у Эрнста Шпета и считался выдающимся студентом. Европа дала ему свободу от расовых предрассудков, которые душили его в Штатах. Он свободно участвовал в интеллектуальных общественных собраниях, посещал оперу и находил большее признание среди своих сверстников. [12] [13] Джулиан был одним из первых афроамериканцев, получивших степень доктора философии по химии, после Сент-Элмо Брэди и Эдварда М. А. Чандлера. [5] [14]
Вернувшись из Вены , Джулиан преподавал в течение года в Университете Говарда. В Говарде, отчасти из-за своей должности заведующего кафедрой, Джулиан оказался втянут в университетскую политику, что вызвало цепочку скандалов. По просьбе президента университета Мордехая Уайетта Джонсона [15] он спровоцировал белого профессора химии Джейкоба Шохана (доктор философии, Гарвард [16] ) уйти в отставку. [17] [18] В конце мая 1932 года Шохан отомстил, опубликовав в местной афроамериканской газете письма, которые Джулиан писал ему из Вены. В письмах описывались «различные темы: от вина, красивых венских женщин, музыки и танцев до химических экспериментов и планов нового химического здания». [17] В письмах он отзывался с фамильярностью и некоторой насмешкой о членах факультета Университета Говарда, называя одного известного декана «ослом (также известного как осел ) ». [17] [19]
Примерно в это же время Джулиан также оказался втянут в межличностный конфликт со своим лаборантом Робертом Томпсоном. Джулиан рекомендовал Томпсона к увольнению в марте 1932 года. [20] Томпсон подал на Джулиана в суд за « отчуждение привязанности его жены», [17] Анны Розеллы Томпсон, заявив, что видел их вместе на сексуальном свидании. Джулиан подал на него встречный иск за клевету. Когда Томпсона уволили, он также передал газете интимные и личные письма, которые Джулиан писал ему из Вены. Письма Джулиана показали, «как он обманул президента [Говарда], заставив его принять его планы по химическому зданию» [19] и «как он обманул своего хорошего друга, заставив назначить» профессора, который нравился Джулиану. [19] Летом 1932 года Baltimore Afro-American опубликовала все письма Джулиана. В конце концов, скандал и сопутствующее давление вынудили Джулиана уйти в отставку. [5]
24 декабря 1935 года он женился на Анне Розелл (доктор социологии, 1937, Университет Пенсильвании ). У них было двое детей: Перси Лавон Джулиан-младший (31 августа 1940 г. – 24 февраля 2008 г.), который стал известным адвокатом по гражданским правам в Мэдисоне, штат Висконсин ; [21] и Фейт Розелл Джулиан (родилась в 1944 г.), которая до сих пор живет в их доме в Оук-Парке и часто произносит вдохновляющие речи о своем отце и его вкладе в науку. [22]
В самый низкий момент карьеры Джулиана его бывший наставник Уильям Мартин Бланшар, профессор химии в ДеПау, бросил ему столь необходимую спасательную линию. Бланшар предложил Джулиану должность преподавателя органической химии в ДеПау в 1932 году. Затем Джулиан помог Йозефу Пиклу, студенту Венского университета, приехать в Соединенные Штаты, чтобы работать с ним в ДеПау. В 1935 году Джулиан и Пикл завершили полный синтез физостигмина и подтвердили приписанную ему структурную формулу. Роберт Робинсон из Оксфордского университета в Великобритании был первым, кто опубликовал синтез физостигмина , но Джулиан заметил, что указанная температура плавления конечного продукта Робинсона была неверной, что указывало на то, что он его не создавал. Когда Джулиан завершил свой синтез, температура плавления совпала с правильной для природного физостигмина из калабарских бобов . [5]
Джулиан также извлек стигмастерол , который получил свое название от Physostigma venenosum , западноафриканского калабарского боба , который, как он надеялся, мог бы служить сырьем для синтеза человеческих стероидных гормонов. Примерно в это же время, в 1934 году, Бутенандт и Фернхольц в Германии [23] [24] показали, что стигмастерол, выделенный из соевого масла, может быть преобразован в прогестерон с помощью синтетической органической химии.
В 1936 году Джулиану отказали в профессорской должности в DePauw по расовым причинам. DuPont предложили работу Пиклу, но отказались нанять Джулиана, несмотря на его превосходную квалификацию органического химика, извинившись, что они «не знали, что он черный». [10] Затем Джулиан подал заявку на работу в Институте химии бумаги в Эпплтоне, штат Висконсин . Однако Эпплтон был городом заката , запрещавшим афроамериканцам оставаться на ночь, прямо заявляя: «Ни один негр не должен быть ночлегом или пансионом в Эпплтоне на ночь». [25]
Тем временем Джулиан написал в компанию Glidden Company , поставщика продуктов из соевого масла, с просьбой предоставить ему образец масла объемом пять галлонов для использования в качестве отправной точки для синтеза человеческих стероидных половых гормонов (отчасти потому, что его жена страдала бесплодием ). [ необходима цитата ] Получив запрос, вице-президент Glidden У. Дж. О'Брайен позвонил Джулиану и предложил ему должность директора по исследованиям в подразделении соевых продуктов Glidden в Чикаго. Скорее всего, эту работу ему предложил О'Брайен, поскольку он свободно говорил по-немецки, а Glidden только что приобрела в Германии современную установку непрерывной противоточной экстракции растворителем для извлечения растительного масла из соевых бобов для красок и других целей. [5]
Джулиан руководил сборкой завода в Глиддене, когда прибыл туда в 1936 году. Затем он спроектировал и руководил строительством первого в мире завода по производству промышленного изолированного соевого белка из обезжиренной соевой муки. Изолированный соевый белок мог заменить более дорогой молочный казеин в промышленных приложениях, таких как покрытие и проклейка бумаги, клей для изготовления фанеры из пихты Дугласа и в производстве красок на водной основе.
В начале Второй мировой войны Глидден отправил образец изолированного соевого белка Джулиана в National Foam System Inc. (сегодня подразделение Kidde Fire Fighting ), которая использовала его для разработки Aer-O-Foam, [26] [27] противопожарного «бобового супа» ВМС США. Хотя это было не совсем детище Джулиана, его скрупулезная подготовка соевого белка сделала возможным создание пены для пожаротушения . Когда гидролизат изолированного соевого белка подавался в поток воды, смесь превращалась в пену с помощью аэрирующего сопла. Пена из соевого белка использовалась для тушения пожаров нефти и бензина на борту кораблей и была особенно полезна на авианосцах. Она спасла жизни тысяч моряков и летчиков. [27] Ссылаясь на это достижение, в 1947 году NAACP наградила Джулиана медалью Спингарна , своей высшей наградой.
В фильме «Продовольствие для бойцов», снятом в 1943 году Управлением военной информации США, Джулиан выступает в роли эксперта по сое, описывая включение сои в рационы питания для повышения питательности . [28]
Исследования Перси в Глиддене изменили направление в 1940 году, когда он начал работу по синтезу прогестерона , эстрогена и тестостерона из растительных стеролов стигмастерола и ситостерола , выделенных из соевого масла с помощью пенной техники, которую он изобрел и запатентовал. [2] [29] В то время врачи открывали множество способов применения недавно открытых гормонов. Однако из сотен фунтов спинного мозга животных можно было извлечь лишь незначительные количества.
В 1940 году Джулиан мог производить 100 фунтов (45 кг) смешанных соевых стеролов ежедневно, которые имели стоимость 10 000 долларов (102 000 долларов сегодня) [30] в качестве половых гормонов. Вскоре Джулиан озонировал 100 фунтов (45 кг) смешанных стеролдибромидов ежедневно . Соевый стигмастерол легко превращался в коммерческие количества женского гормона прогестерона , и первый фунт прогестерона, который он произвел, оцененный в 63 500 долларов (647 000 долларов сегодня), [30] был отправлен покупателю Upjohn [31] в бронированном автомобиле. [4] Вскоре последовало производство других половых гормонов. [32]
Его работа сделала возможным производство этих гормонов в более крупных промышленных масштабах, с потенциалом снижения стоимости лечения гормональных дефицитов. Джулиан и его коллеги получили патенты для Glidden на ключевые процессы получения прогестерона и тестостерона из растительных стеролов сои. Патенты на продукцию, принадлежавшие бывшему картелю европейских фармацевтических компаний, предотвратили значительное снижение оптовых и розничных цен на клиническое использование этих гормонов в 1940-х годах. Он спас много жизней с помощью этого открытия. [33] [34] [35]
13 апреля 1949 года ревматолог Филипп Хенч из клиники Майо объявил о поразительной эффективности кортизона в лечении ревматоидного артрита . Кортизон был произведен компанией Merck с большими затратами с использованием сложного 36-шагового синтеза, разработанного химиком Льюисом Сареттом , начиная с дезоксихолевой кислоты из желчных кислот крупного рогатого скота . 30 сентября 1949 года Джулиан объявил об улучшенном процессе производства кортизона. [36] [37] [38] [39] Это исключило использование тетроксида осмия , который был редким и дорогим. [36] К 1950 году Glidden смогла начать производить близкородственные соединения, которые могли иметь частичную активность кортизона. Джулиан также объявил о синтезе, начав с дешевого и легкодоступного прегненолона (синтезированного из стерола соевого масла стигмастерола ) стероида кортексолона (также известного как вещество Рейхштейна S и чаще всего называемого 11-дезоксикортизолом [40] ), молекулы, которая отличалась от кортизона одним отсутствующим атомом кислорода; и, возможно, 17α-гидроксипрогестерона и прегнентриолона, которые, как он надеялся, также могли бы быть эффективными при лечении ревматоидного артрита [ 36] [37] [38] [39] [41], но, к сожалению, они не были таковыми . [39]
5 апреля 1952 года биохимик Дьюри Петерсон и микробиолог Герберт Мюррей из Upjohn опубликовали первый отчет о процессе ферментации для микробной 11α-оксигенации стероидов в один этап (обычными плесенями порядка Mucorales ). Их процесс ферментации мог производить 11α-гидроксипрогестерон или 11α-гидрокортизон из прогестерона или Соединения S, соответственно, которые затем могли быть преобразованы в кортизон или 11β-гидрокортизон ( кортизол ) с помощью дальнейших химических этапов . [42]
Через два года Glidden прекратила производство кортизона, чтобы сосредоточиться на Substance S. Julian разработал многоступенчатый процесс преобразования прегненолона , доступного в изобилии из стеролов соевого масла, в кортексолон . В 1952 году Glidden, которая производила прогестерон и другие стероиды из соевого масла, закрыла собственное производство и начала импортировать их из Мексики через соглашение с Diosynth (небольшая мексиканская компания, основанная в 1947 году Расселом Маркером после ухода из Syntex ). Стоимость производства кортексолона у Glidden была относительно высокой, поэтому Upjohn решила использовать прогестерон, доступный в больших количествах по низкой цене от Syntex, для производства кортизона и гидрокортизона. [39]
В 1953 году Глидден решил покинуть стероидный бизнес, который на протяжении многих лет был относительно неприбыльным, несмотря на новаторскую работу Джулиана. [43] 1 декабря 1953 года Джулиан покинул Глидден после 18 лет работы, отказавшись от зарплаты в размере почти 50 000 долларов в год (что эквивалентно 570 000 долларов в 2023 году) [30], чтобы основать свою собственную компанию Julian Laboratories, Inc., заняв небольшое бетонное здание Suburban Chemical Company в Франклин-Парке, штат Иллинойс . [44] [45] [46]
2 декабря 1953 года компания Pfizer приобрела эксклюзивные лицензии на патенты Glidden на синтез субстанции S. Компания Pfizer разработала процесс ферментации для микробной 11β-оксигенации стероидов за один шаг, который мог преобразовывать субстанцию S непосредственно в 11β-гидрокортизон (кортизол), а компания Syntex занялась крупномасштабным производством кортексолона по очень низкой цене. [39]
Около 1950 года Джулиан перевёз свою семью в пригород Чикаго Оук-Парк , став первой афроамериканской семьёй, которая там поселилась. [47] Хотя некоторые жители приветствовали их, были и противники. Перед тем, как они переехали, в День благодарения 1950 года, их дом подвергся бомбардировке. Позже, после того, как они переехали, 12 июня 1951 года дом подвергся нападению с применением динамита. Эти нападения всколыхнули сообщество, и была сформирована общественная группа для поддержки Джулианов. [48] Сын Джулиана позже рассказывал, что в те времена он и его отец часто присматривали за имуществом семьи, сидя на крыльце с ружьём. [5]
Новая исследовательская фирма Джулиана, Julian Laboratories, Inc., наняла многих из его лучших химиков, включая афроамериканцев и женщин, из Glidden. Он выиграл контракт на поставку Upjohn прогестерона на сумму 2 миллиона долларов ( что эквивалентно 20 миллионам долларов сегодня). [30] Чтобы конкурировать с Syntex , ему пришлось бы использовать тот же мексиканский ямс , полученный от мексиканской торговли барбаско , в качестве исходного материала. Джулиан использовал свои собственные деньги и занял у друзей, чтобы построить перерабатывающий завод в Мексике, но он не мог получить разрешение от правительства на сбор ямса. Авраам Злотник, бывший однокурсник Еврейского университета Вены, которому Джулиан помог бежать от Холокоста, возглавил поиск нового источника ямса в Гватемале для компании.
В июле 1956 года Джулиан и руководители двух других американских компаний, пытавшихся выйти на рынок мексиканских стероидных промежуточных продуктов, предстали перед подкомитетом Сената США. Они дали показания о том, что Syntex использовала неправомерное влияние, чтобы монополизировать доступ к мексиканскому ямсу. [35] [49] Слушания привели к подписанию Syntex соглашения с Министерством юстиции США . Хотя компания не признала ограничение торговли, она пообещала не делать этого в будущем. [35] В течение пяти лет крупные американские транснациональные фармацевтические компании приобрели всех шести производителей стероидных промежуточных продуктов в Мексике, четыре из которых принадлежали мексиканцам. [35]
Syntex снизил стоимость стероидных промежуточных продуктов более чем в 250 раз за двенадцать лет, с 80 долларов за грамм в 1943 году до 0,31 доллара за грамм в 1955 году. [35] [49] Конкуренция со стороны Upjohn и General Mills , которые вместе добились весьма существенных улучшений в производстве прогестерона из стигмастерола, привела к снижению цены на мексиканский прогестерон до менее чем 0,15 доллара за грамм в 1957 году. Цена продолжала падать, достигнув дна в 0,08 доллара за грамм в 1968 году. [35] [39]
В 1958 году компания Upjohn приобрела 6900 кг прогестерона у компании Syntex по цене 0,135 долл. США за грамм, 6201 кг прогестерона у компании Searle (которая приобрела Pesa) по цене 0,143 долл. США за грамм, 5150 кг прогестерона у Julian Laboratories по цене 0,14 долл. США за грамм и 1925 кг прогестерона у компании General Mills (которая приобрела Protex) по цене 0,142 долл. США за грамм. [50]
Несмотря на постоянное падение оптовых цен на стероидные промежуточные продукты, олигополия крупных американских многонациональных фармацевтических компаний удерживала оптовые цены на кортикостероидные препараты фиксированными и неизменными до 1960-х годов. Кортизон был зафиксирован на уровне 5,48 долл. за грамм с 1954 года, гидрокортизон — на уровне 7,99 долл. за грамм с 1954 года, а преднизон — на уровне 35,80 долл. за грамм с 1956 года. [35] [50] Merck и Roussel Uclaf сосредоточились на улучшении производства кортикостероидов из желчных кислот крупного рогатого скота. В 1960 году Roussel производил почти треть мировых кортикостероидов из желчных кислот. [39]
Химики Julian Laboratories нашли способ увеличить выход продукта в четыре раза, когда они едва ли выходили в ноль. Julian снизил цену за кг продукта с 4000 до 400 долларов. [5] Он продал компанию в 1961 году за 2,3 миллиона долларов (что эквивалентно 23 миллионам долларов сегодня) и стал одним из первых чернокожих миллионеров. [30] Заводы в США и Мексике были куплены Smith Kline , а химический завод Julian в Гватемале был куплен Upjohn.
В 1964 году Джулиан основал Julian Associates и Julian Research Institute, которыми он управлял до конца своей жизни. [51] Джулиан также помог основать Фонд юридической защиты и образования Чикаго. [52]
Джулиан умер от рака печени в Уокигане, штат Иллинойс, 19 апреля 1975 года, через неделю после своего 76-го дня рождения.
Рубен Сантьяго-Хадсон сыграл Перси Джулиана в документальном фильме Public Broadcasting Service Nova о его жизни под названием «Забытый гений». Он был представлен на канале PBS 6 февраля 2007 года, спонсируемый Фондом Камиллы и Генри Дрейфуса с дальнейшим финансированием Национальным фондом гуманитарных наук . Около шестидесяти членов семьи Джулиана, друзей и коллег по работе были опрошены для документальной драмы. [5] [68]
Производство биографического фильма началось в мае 2002 года в кампусе Университета ДеПау в Гринкасле, где бюст Джулиана выставлен в атриуме Научно-математического центра Перси Лавона Джулиана. Завершение и трансляция документального фильма были отложены, пока Nova заказала и опубликовала сопутствующую книгу о жизни Джулиана. [69]
По словам историка Иллинойсского университета Джеймса Андерсона в фильме, «Его история — это история великих достижений, героических усилий и преодоления огромных трудностей... история о том, кто мы и за что мы выступаем, а также о трудностях, с которыми нам пришлось столкнуться, и о трудностях, которые все еще с нами». [68]
Семейные документы Перси Лавона Джулиана хранятся в архиве Университета ДеПау . [70]
Перси Л. Джулиан, доцент и исполняющий обязанности заведующего кафедрой химии Университета Говарда, получил докторскую степень по химии в
Венском университете
, его достижением стало сочетание двухлетнего проживания за границей и перевода зачетных единиц из
Гарвардского университета
.
Девять членов факультета колледжа свободных искусств Университета Говарда получили отпуск для обучения в аспирантуре в 1929–1930 гг., а один — на два года, начиная с осени 1929 г. Перси Л. Джулиан будет изучать органическую химию и микроанализ в
Венском университете
и в
Университете Граца
.
Цитата: Новый синтез кортизона, устраняющий необходимость в дорогостоящем тетроксиде осмия, и синтез трех других соединений, связанных с кортизоном, которые, возможно, могут быть полезны при лечении артрита, были объявлены Перси Л. Джулианом, директором по исследованиям подразделения соевых продуктов компании Glidden Co., Чикаго. Не было сделано никаких заявлений относительно дальнейших подробностей нового синтеза, но было обнаружено, что соевые продукты не были задействованы... все три [других соединения] были получены из соевых стеролов.
Кортизон был синтезирован
81
d
из желчных кислот, имеющих ненасыщенность или оксигенацию в кольце "C", что может привести к образованию кетогруппы в положении C
11.
Его синтез из стеролов соевого масла не был описан, но получение из этих стеролов близкородственных соединений, которые могут иметь частичную активность, было объявлено Julian.
81
e