Jens Christian Skou

Skou naceu nunha familia acomodada. O seu pai Magnus Martinus Skou foi un comerciante de carbón e madeira de construción. A súa nai Ane-Margrethe Skou tomou a compañía logo da morte do seu pai.

Estudou medicina na Universidade de Copenhaguen, onde se graduó en 1944 e se dotorou en 1954. En 1947 foi nomeado profesor da Universidade de Aarhus, e en 1977 foi nomeado profesor de biofísica, cargo que ocupou ata a súa xubilación en 1988.

Interesado nos transportes químicos dos ións, foi galardoado coa metade do Premio Nobel de Química do ano 1997 polo descubrimento da encima transportadora de ións de sodio e potasio, a bomba de sodio-potasio. A outra metade do premio recaeu no químico estadounidense Paul D. Boyer e o inglés John E. Walker polo descubrimento da síntese química da molécula do Adenosín trifosfato.

Recibiu o premio polo seu traballo en ATPases.

Skou estudaba a acción dos anestésicos locais sobre a membrana celular. Pensou que unha proteína, a través dun cambio de conformación, era responsable da apertura das canles da membrana dos axóns das neuronas para sodio e que o anestésico local bloqueaba estas canles inhibindo a propagación do impulso nervioso.

O problema era que a proteína responsable da apertura da membrana da neurona para o sodio era descoñecida, e que non existía ningún método para medir os cambios conformacionales da proteína nunha monocapa. Entón decidiu usar unha proteína con actividade encimática, incorporala nunha monocapa, engadir os anestésicos locais á fase acuosa, e ver se a penetración na monocapa tiña influencia na actividade encimática, e tomou isto como unha indicación dun cambio na conformación.

Así pois, non era o illamento da bomba de sodio potasio o que buscaba, senón dilucidar o mecanismo de acción dos anestésicos locais. Casualmente, acabou realizando un dos máis importantes avances en Bioloxía.

A bomba de sodio-potasio é unha encima que se atopa en todas as membranas plasmáticas de todos os animais. Debido a que é vital para as funcións biolóxicas atópase en gran cantidade en calquera mostra de tecido animal, e, por iso, Jens Skou tratou de utilizala como marcador nas súas investigacións.

O descubrimento da bomba procedeu do seu illamento por este científico, xa que a necesitaba caracterizar para os seus propósitos de usala nos seus métodos experimentais. Para iso tomou membrana de células de pata de cangrexo e tratou de reproducir as condicións nas que a acción da bomba fose detectable. O primeiro que fixo foi asegurarse de que o sistema estaba libre de fontes de contaminación que puidesen afectar ao curso normal da reacción.

Para estudar a influencia de iones específicos críticos para a reacción, engadiu distintos ións a ambos os dous lados da membrana e mediu as variacións que evidenciaban a actividade da encima. Os ións engadidos deberían estar totalmente libres de contaminación por ións de distinto signo, así, ao incluír ATP no experimento facíao na súa forma aceda para que non se atopase combinado con ións contaminantes.

Descubriu que a encima necesitaba de catións de sodio, de potasio e de magnesio, como tamén de ATP para a súa actividade. O primeiro que se observou foi a capacidade ATPásica da encima, é dicir, que hidrolizaba ATP, ADP e fosfato inorxánico. Isto indicoulle que a encima catalizaba un proceso que require enerxía. Despois, para coñecer en que condicións a encima era máis activa, variou as concentracións dos catións que caracterizara como básicos para a reacción. Comprobou que a concentración de magnesio non afectaba para nada á reacción a partir dun límite mínimo e tamén determino o pH óptimo para a actividade. Ambos os factores eran constantes e fáciles de calcular, polo que deduciu que non debían tomar parte activa na reacción. Porén, viu que as concentracións de sodio e potasio eran cruciais para o nivel de actividade do encima. Supuxo que os dous catións eran os substratos do encima e dispúxose a comprobar como variaba a actividade cando variaban as concentracións de ambos. Os resultados mostraron que:

1. En ausencia de sodio a actividade era nula, e en ausencia de potasio, moi baixa e efémera.
2. Engadindo concentracións crecentes dos dous catións alcanzábase un pico na actividade ATPásica que despois decrecía.
3. Se á mesma cantidade de potasio engadíaselle sodio de forma crecente, a actividade crecía na mesma medida ata un límite onde se establecía.
4. Se á mesma cantidade de sodio engadíaselle potasio de forma crecente, a actividade alcanzaba pronto un máximo e logo decrecía.

De aquí pódense extraer as seguintes conclusións:

1. Tanto o sodio como o potasio eran necesarios para a reacción.
2. O sodio funcionaba como un substrato normal que canto máis concentrado, a encima é máis activa ata que se satura.
3. O potasio funciona como substrato pero á vez como inhibidor.
4. O potasio fíxase ao centro activo para o sodio inhibindo a actividade a altas concentracións.
5. Debía haber dous centros activos separados: un para o sodio e outro para o potasio.
6. Ao consumir ATP a encima debía ser unha bomba de transporte activo de ións.

Por mor da importancia deste descubrimento, Jens Skou abandonou as súas anteriores investigacións e dedicouse de maneira total a estudar esta encima tan importante.

Os experimentos de Jens Skou sentaron as bases científicas do que sería a posterior investigación e descubrimento do transporte activo transmembrana, das diferentes bombas ATPásicas, dos gradientes de concentración e a súa función, e da transmisión dos sinais nerviosos no organismo.

Colaborou con outros investigadores para poder levar a cabo as súas investigacións chegando ata a relacionarse con algúns xigantes da ciencia como Albert Szent-Györgyi, Severo Ochoa e George Wald.

En 1958, Robert Post descubriu que por cada 3 ións de sodio que saían da célula, en condicións normais, entraban dous ións de potasio. Xunto co descubrimento da Na⁺/K⁺ ATPase púidose explicar definitivamente o funcionamento desta encima. Posteriormente explicou o transporte activo nos eritrocitos. En 1962, Hoffman investigou o efecto de diferentes nucleótidos na actividade da bomba. Nos anos 70, Garay e Garran estudaron o efecto da oubaína no grao de concentración interna de Na⁺.Xa na década dos 80 e dos 90, outros científicos como Shull, Marks, Seed e Sweadner realizaron diversos experimentos para esclarecer o que aínda non se coñecía e practicamente foron capaces de explicar o mecanismo de funcionamento da Na⁺/K⁺ ATPase e de moitos procesos relacionados con ela.

Antes de que se descubrise a bomba de Na⁺/K⁺, apenas se tiñan coñecementos do transporte activo. Pero a partir dos experimentos de Skou, moitos investigadores puideron avanzar neste campo e explicalo.

Por este sobresaliente fito científico, Jens Christian Skou foi galardoado co Premio Nobel de Química en 1997.

Ligazóns externas

• Nobelprize.org - Autobiografía de Jens Christian Skou (en inglés).
• Nobelprize.org - Lectura de "The Identification of the Sodium-Potassium Pump" (en inglés).

Predecesor: Richard Errett Smalley Harold Walter Kroto Robert Curl

Premio Nobel de Química 1997

Sucesor: Walter Kohn John Pople