Pressemeddelelse - 15. oktober 1997

Det Kongelige Videnskabsakademi i Stockholm har i dag uddelt Nobelprisen i kemi for 1997 til tre modtagere:

Professor Jens C. Skou får den ene halvdel for opdagelsen af det iontransporterende enzym, Na ⁺ , K ⁺ -ATPase (natrium, kalium-stimuleret adenosintrifosfatase). Dette enzym opretholder balancen af natrium- og kaliumioner i den levende celle. Den anden halvdel af prisen deles mellem professor Paul D. Boyer fra USA og Dr. John E. Walker fra Storbritannien.

Jens C. Skou, der er født i Lemvig i 1918, blev cand.med. fra Københavns Universitet i 1944 og dr.med. i 1954. Han kom til Aarhus Universitet i 1947 og blev udnævnt til professor i fysiologi i 1963. I 1977 blev han udnævnt til professor i biofysik. Han tog sin afsked fra universitetet i 1988, men har beholdt sit kontor på instituttet.

Jens C. Skou har tidligere modtaget Leo-prisen, Novo-prisen, Konsul Carlsens Pris, Anders Retzius-guldmedalje fra Det svenske Lægeselskab, Eric K. Fernströms store nordiske pris, ligesom han er udnævnt til æresdoktor ved Københavns Universitet.

Jens C. Skou er medlem af bl.a. Det Kgl. Danske Videnskabernes Selskab, the European Molecular Biology Organisation, Deutsche Akademie der Naturforscher, og han er æresmedlem af the Japanese Biochemical Society og the American Physiological Society.

Na ⁺ , K ⁺ -ATPase, den først opdagede molekylære pumpe

Allerede i 1920'erne var det kendt, at ionsammensætningen i levende celler er anderledes end i omgivelserne. Inde i cellerne er natriumkoncentrationen lavere og kaliumkoncentrationen højere end i væsken udenfor. Gennem englænderne Richard Keynes og Alan Hodgkins (Hodgkins fik Nobelprisen i 1963) arbejde i begyndelsen af 1950'erne blev det kendt, at når en nerve bliver stimuleret, strømmer der natriumioner ind i nervecellen. Forskellen i koncentration bliver udlignet ved, at natrium bliver transporteret ud igen. At denne transport krævede ATP (adenosintrifosfat - en energirig substans hos alle levende organismer) var sandsynligt, eftersom man kunne hæmme den i den levende celle ved at hæmme dannelsen af ATP.

Med dette som udgangspunkt begyndte Jens C. Skou at søge efter et ATP-nedbrydende enzym i nervemembranen, som kunne kobles til iontransport, og i 1957 publicerede han den første artikel om et membranbundet ATPase, som aktiveres af natrium- og kaliumioner (Na ⁺ , K ⁺ -ATPase). Han var den første, som beskrev et enzym, som kan give en retningsbestemt (vektoriel) transport af ioner gennem en cellemembran, en fundamental egenskab hos enhver levende celle. Siden har man påvist en mængde enzymer med lignende egenskaber.

Nervemembraner fra krabber

Skou anvendte som forsøgsmateriale findelte nervemembraner fra krabber. Den ATP-spaltende enzymaktivitet, som fandtes i præparatet, krævede nærvær af magnesiumioner og stimuleredes af natriumioner op til en vis grænse. Udover dette kunne han få en yderligere stimulering, hvis han tilsatte små mængder kaliumioner. En indikation på, at enzymet var identisk med ionpumpen var, at en kendt hæmmer af ionpumpen, digitalis, også hæmmer det ATP-spaltende enzyms aktivitet. I sine fortsatte studier af enzymmekanismen viste Skou, at natriumioner og kaliumioner binder sig med høj affinitet til specielle ionbindingssteder i enzymet.

Det billede, som så småt viste sig gennem Jens C. Skous og andres arbejde, er, at enzymet består af to underenheder, alfa og beta. Den første bærer enzymaktiviteten, og den anden stabiliserer formodentlig strukturen. Enzymmolekulerne sidder i cellemembranen, ofte to og to, og eksponerer overflader til såvel ydersiden som indersiden.

15 procent af hvileenergiomsætningen i organismen bruges til natrium, kalium-pumpen. For eksempel er spændingsforskellen tværs over cellemembranen en forudsætning for, at en nervestimulering kan forplante sig langs en nervefiber eller en muskelcelle. Derfor leder mangel på næring eller ilt i hjernen hurtigt til bevidstløshed, fordi ATP-fremstillingen hører op, og ionpumpen standser. Pumpen har også stor betydning for at opretholde cellens volumen. Stopper pumpen, svulmer cellen op. Forskellen i natriumkoncentration mellem inderside og yderside er drivkraften i indtaget af vigtige næringsstoffer, som er nødvendige for cellen, f.eks. glukose og aminosyrer.