Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang - Danmarks Tekniske Universitet

Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang - Danmarks Tekniske Universitet

Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang
Dansk biokemiker i verdensformat
Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang (1896-1959) – som vi herefter
kalder Lang, hvilket han også altid blev af kolleger – er i dag
ikke specielt godt kendt. I samtiden var han imidlertid et verdensnavn.
Figur 1. K.U. Linderstrøm-Lang
Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang
(1896-1969) fotograferet i 1939.
AF RAGNAR BYE
nisk Læreanstalt (der senere
blev Danmarks Tekniske
Højskole og nu er Danmarks
Tekniske Universitet). Der er
ikke meget, der tyder på, at
Lang var en flittig student.
Det, der optog ham, var selve
studenterlivet. Han arrangerede revyer og var redaktør af
bladet Studerende Kemikere.
Han havde ambition om at
blive forfatter, og det kom så
langt, at han sendte et af sine
skuespil til skandinavisk litteraturs store ”overdommer”
Georg Brandes, som skrev
følgende orakelsvar: ”Deres
manuskript har den ene dyd,
at det ikke er kedeligt. Om
De har talent, må De selv
afgøre.” Efter dette var Lang
usikker på, hvad han skulle
gøre, og han tog en pause i
studierne. Men i 1919 afsluttede han disse med gode
karakterer, noget som antageligt mere skyldtes hans
gode hoved end en stor indsats. Han var derved nu cand.
polyt.
ang skulle efterhånden
blive den tredje chef
ved Carlsberglaboratoriets kemiske afdeling efter
Kjeldahl og Sørensen. Som
mennesketype var han nok
meget forskellig fra de to
herrer, men som kemiker
skulle han blive lige så betydningsfuld.
I slægten var lærergerning
og musikalitet typiske træk,
og Lang skulle komme til at
arve begge disse egenskaber.
Hans fader var lektor i tysk
og latin ved Frederiksberg
Gymnasium, og som elev på
samme skole var det nok ingen ønskesituation for Lang,
at faderen havde skrevet sko- TIL CARLSBERGlens (hos eleverne) meget LABORATORIET
upopulære lærebog i latin.
Efter en meget kort periode
ved Landøkonomisk ForSTUDIER
søgslaboratorium søgte Lang
– OG STUDENTERLIV
stilling ved CarlsberglaboraI 1914 begyndte Lang at læse toriet. Forsøgslaboratoriets
til kemiingeniør ved Polytek- chef, A.C. Andersen, anbe-
L
1
falede ham til Carlsberglaboratoriets leder S.P.L. Sørensen. Lang selv udtalte senere,
at årsagen til, at han søgte
stillingen, var, at han regnede
med, at dette skulle blive et
enkelt job, sådan at han ved
siden af kunne få tid til sin
forfattervirksomhed.
Dette
skulle vise sig ikke at passe,
da han snart blev påvirket af
Sørensen og herefter blev
hans vigtigste medarbejder.
I begyndelsen arbejdede
Lang med at renfremstille
kemikalier og reagenser, idet
laboratoriets beholdning efter
1. verdenskrig var meget
mangelfuld. Sørensens evner
som tilrettelægger af eksperimenter og store krav til nøjagtighed kombineret med
Langs evner for praktisk laboratoriearbejde gjorde, at de
opnåede meget gode resultater. Dette bevirkede, at Lang
blev fanget ind i Sørensens
sfære, den analytiske kemi og
biokemien.
Nu blev Lang sat til mere
selvstændige videnskabelige
arbejder. Det første var en
undersøgelse af kinhydronelektroden til måling af pH.
Denne skulle kunne erstatte
den upraktiske hydrogenelektrode. Kinhydron-elektroden (navnet quinhydron
(moderne stavemåde) er dan-
net ud fra navnene på de to
involverede redoxpartnere,
hydroquinon
(benzen-1,4diol) og quinon (benzen-1,4dion)) blev lanceret af professor i organisk kemi ved
Københavns
Universitet,
Einar Biilmann, i 1920. Sørensen (som pH-begrebets
”fader”) var naturligvis meget interesseret i dette og gav
Lang og Margrethe Sørensen
(Sørensens kone, som også
var kemiker på Carlsberglaboratoriet) denne opgave.
Lang viste, at kinhydronelektroden gav afvigende
resultater i forhold til hydrogen-elektroden, når salte også
var til stede i opløsningen.
Dette resulterede i 1921 i
Langs første videnskabelige
publikation, og han fulgte i
1923 denne op med On the
salting-out effect, hvor han
diskuterer sine resultater i
lyset af Bjerrum og Brøn-
steds og Gibbs og Lewis’
teorier.
Samtidig arbejdede han
med fraktionering af proteiner baseret på Sørensens idé
om, at proteinerne var kolloider. Lang anvendte kasein
og kunne påvise, at dette protein bestod af mindst to komponenter, som danner et
kompleks, hvilket var i modstrid med det, der på denne
tid var den almindelig opfattelse. At Langs opfattelse var
rigtig, kunne mange år senere
bekræftes med elektroforeseteknikker.
OPHOLD I TYSKLAND
OG DOKTORGRAD I
KØBENHAVN
I 1926 rejste Lang til professor Richard Willstätter (Nobelprisen 1915) i München
for et to måneders ophold.
Lang trivedes ikke i det allerede da politikinficerede
Figur 2. Eksperimenter
Lang ses her i færd med at udføre et deuteriumudskiftningseksperiment i 1951.
2
München, men hans ophold
var alligevel vigtigt, fordi
han dér fattede interesse for
proteolytiske enzymer, som
han senere hen kom til at
arbejde meget med.
I 1929 disputerede han for
doktorgraden ved Københavns Universitet. Afhandlingen var baseret på kaseinarbejderne. Her skal kun en
lille del trækkes frem: Lang
ønskede en kvantitativ metode til bestemmelse af
aminogrupper
i
kaseinfraktionerne. Hans detaljerede kendskab til Brønsteds og
Bjerrums
syre-baseteorier
gjorde ham i stand til at
etablere en titrermetode for
aminogrupperne ved at bruge
en blanding af 90 % acetone
og 10 % vand som opløsningsmiddel og naphthylrødt
som indikator. Alle aminosyrer, som var tilgængelige
på Carlsberglaboratoriet, blev
undersøgt for at sikre metodens kvalitet inden den blev
anvendt på reelle prøver. Metoden fik umiddelbart stor
international opmærksomhed
(Linderstrøm-Lang acetone
titration).
FRA 1930: BIOKEMIEN
BLIVER DOMINERENDE
Professor Sørensen stod nu
på toppen af sin karriere,
hvilket medførte, at han også
var meget optaget i virksomheder og af pligter udenfor
Carlsberglaboratoriet. Lang
kom derfor nu til at overtage
funktionen som den daglige
forskningsleder ved laboratoriet. Dette indebar også, at
han fik ansvar for de mange
udenlandske – og gerne fremragende – videnskabsmænd,
der kom til Carlsberglaboratoriet for en kortere eller
længere tid. En af disse var
en ung mand fra Østrig, der
skulle blive en meget vigtig
person for både Carlsberglaboratoriet og for dansk
biokemi: Heinz Holter.
Holter pointerede vigtigheden af at undersøge enzymerne i deres naturlige miljø,
altså i de levende celler. Lang
blev umiddelbart fanget af
idéen, men indså at dette ville
nødvendiggøre etablering af
mikrometoder for at kunne
bestemme stoffer kvantitativt
med koncentrationer, der var
en tusindedel af dem, der
indtil da havde været aktuelle
ved enzymatiske forsøg.
Lang og Holter etablerede nu
tre nye metoder, der alle
skabte international opmærksomhed:
1) Mikrotitrermetoder for
bestemmelse af cellernes
hydrolytiske enzymer. Dette
gjorde det muligt at bestemme enzymaktiviteten i
tynde snit af væv.
2) En videnskabelig anvendelse af den Cartesiske dykker, der oprindelig var et pædagogisk legetøj konstrueret
af den franske filosof og matematiker Descartes (15981650). Med denne kunne
man måle respirationen fra
enkelt-celler.
3) Mikro-dilatometri. Dette var en metode til bestemmelse af densiteten af meget
små dråber. Apparaturopstillingen bestod af en høj glascylinder, som var fyldt med
en blanding af kerosen og
brombenzen med en kontinuerlig aftagende densitet (opad) fra 1,10 til 0,99 g/mL. I
denne gradient vil en vanddråbe med et eller flere opløste stoffer synke ned til den
position, som svarede til dråbens egen densitet.
Disse tre metoder viser,
hvordan Lang og Holter udnyttede for længst kendte
principper på en næsten genial måde for at løse meget
svære opgaver.
TIL USA
Nu blev Lang for alvor internationalt kendt, og hans position gjorde, at han i 1931
fik et Rockefeller-stipendium
til et ophold i USA. Han besøgte der et utal af kolleger,
særligt biologer og i mindre
grad kemikere. Han fik kontakter, der varede livet ud.
Det samme gjorde en forskningsbevilling fra Rockefeller Foundation (fra 1937).
Lang var, ifølge ham selv,
ikke så dygtig til at følge med
i den videnskabelige litteratur. Men dette kompenserede
han for ved at stå i kontinuerlig kontakt med sine utal-
lige faglige bekendtskaber
over hele verden.
1938: PROFESSOR OG
LEDER AF KEMISK AFDELING VED CARLSBERGLABORATORIET
I 1938 trak S.P.L. Sørensen
sig tilbage, og Lang blev den
nye chef – og professor – ved
Kemisk Afdeling. Fra nu af
blev han mere og mere engageret i proteinkemi, og specielt var det selve nedbrydningen af proteinerne, der optog
ham, altså forholdet mellem
de naturlige (”native”) og de
”denaturerede” proteiner.
I 1947 skulle en tilfældighed komme til at få stor betydning: Ovalbumin var et
almindeligt modelprotein på
Carlsberglaboratoriet. Rester
af dette blev opbevaret på
flaske for senere omkrystallisation. En dag observerede
Lang, at proteinerne på resteflasken var tavleformede i
stedet for de normale nåleformede. Videre undersøgelser viste, at flasken var for-
Figur 3. Langs model af insulinmolekylet
Modellen er baseret på dets primærstruktur og deuteriumudskiftningseksperimenter. Flere år efter hans død fandt man, at hovedtrækkene af hans model var korrekt.
3
Figur 4. Personen Lang
Ud over kemien dyrkede
Lang også maleriet og musikken. Her er han fotograferet med sin violin i 1953.
urenet af Bacillus subtilis, og
at dette havde fraspaltet et
octapeptid, uden at proteinets
rumlige struktur var ændret.
Lang lancerede nu begrebet
begrænset proteolyse, som
indebar en ændring af proteinets biologiske egenskaber,
uden at dets rumlige struktur
blev nævneværdigt ændret.
PRIMÆR-, SEKUNDÆROG TERTIÆRSTRUKTUR
I 1951 blev Lang inviteret til
at holde en serie forelæsninger ved Stanford University,
og disse blev året efter publiceret. Her introducerer Lang
den terminologi, som vi stadig væk anvender: Primærstruktur for rækkefølgen af
aminosyrer, sekundærstruktur for strukturerne, som stabiliseres af hydrogenbindingerne, og tertiærstruktur,
som beskriver foldningen af
proteinerne.
Han søgte nu en metode,
der kunne vise, i hvilken grad
foldningerne forekom i naturlige proteiner. Han tænkte
sig, at i en udfoldet peptid-
kæde kan alle hydrogenatomer, der er bundet til nitrogen og oxygen, hurtigt udbyttes med deuterium, medens i et hydrogenstabiliseret
protein (sekundærstrukturen)
vil udbytningen foregå betydeligt langsommere. Han
igangsatte derfor en række
forsøg, der gik ud på, at proteinet blev inkuberet med
tungt vand, og efter frysetørring blev det tilsat vand. Efter
nok en frysetørring, blev det
”udvekslede” deuterium registreret ved at måle densiteten
af vandet, der blev dampet af.
han særligt kommenterede
forholdet mellem samfund og
videnskab.
Halvtreds år gammel blev
Lang angrebet af den milde
form for sukkersyge, som
han levede godt med i flere
år. Under en operation i 1958
kom det imidlertid til komplikationer, og Kaj Ulrik
Linderstrøm-Lang døde et år
senere efter et smertefuldt
sygeleje.
Om forfatteren
Ragnar Bye, dr.philos., er professor emeritus i analytisk kemi ved
Oslo Universitet.
PERSONEN LANG
Efter den tyske besættelse i
1940 kom Lang til særligt at
arbejde med teoretiske pro- Referencer
blemstillinger. I 1944 blev 1. H. Holter og K. Max Møller (red.): The
Carlsberg Laboratory 1876–1976, Køhan arresteret af tyskerne,
benhavn, 1976.
men klarede frisag efter nog- 2. K. Max Møller: ”Johan Kjeldahl, S.P.L.
Sørensen og K.U. Linderstrøm-Lang.
le uger. Værre gik det imidTre kemikere ved Carlsberg Laboratorilertid med hans datters forloum” i B. Jerslev (red.): Kemien i Danmark III. Danske Kemikere, Nyt Norvede, den i eftertiden kendte
disk Forlag, København, 1968, s. 115modstandsmand Peter Fyhn,
150.
som havde skjulested i Carlsberglaboratoriets kælder. Han
blev arresteret af tyskerne og
henrettet i april 1945. Dette
kom Lang aldrig over, og han
ville senere hen aldrig tale
om krigen.
Det har jo altid været en
sport blandt humanister og
filologer at fremstille realister som formelfikserede
dødbidere med beskedne kulturinteresser. Lang er et af
mange eksempler på, at dette
ikke passer. Han var en habil
maler, han spillede klaver og
violin, og han sang, specielt i
uofficielle
sammenhænge
som for eksempel ved
laboratoriefester. Han skrev
også meget gode essays, hvor
4