Одна из наиболее трудоемких и долгих научных работ XX века - это, как ни странно, изучение всем хорошо известного гемоглобина. Хорошо известный, но насколько сложный комплекс... Он покорился ученым в середине прошлого столетия, и главная заслуга здесь - у Макса Перутца, который впоследствии прославился и другими вещами, например своими работами по теории эволюции.
Макс Перутц родился в Вене в 1914 году, незадолго до первой Мировой войны. Когда пришло время отправлять ребенка учиться, родители решили, что он должен изучать право, чтобы продолжить фамильное дело. Но школьный учитель заметил его интерес к химии и помог уговорить родителей дать ему возможность заниматься любимым предметом. В 1932 г. Перутц поступил в Венский университет, где, как он пошутил в Нобелевской речи, он "потерял пять семестров на слушание курса неорганической химии". Его интересовала органическая химия и особенно, курс органической биохимии Ф. Вессели, в группе которого Перутц познакомился с рентгеноструктурным анализом, ведущимся в Кембриджском университете. В 1936 г. он покинул Австрию и отправился в Англию, чтобы работать в Кавендишской лаборатории Кэмбриджского университета под руководством Дж. Бернала.
Свое внимание на гемоглобин - вещество, переносящее в крови кислород, Перутц обратил в 1937 году. Гемоглобин был выбран отчасти из-за способности давать хорошие кристаллы, а отчасти из-за размеров молекул, меньших по сравнению с другими белками. Попытка Перутца определить его строение заняла почти 25 лет. Это было крайне трудное исследование. Уже позднее, когда к нему пришел успех (Перутцу присудили за гемоглобин Нобелевскую премию в 1962 году), по слухам он однажды сказал примерно следующее: "Если бы в начале моей работы мне рассказали, чего она будет мне стоить, я бы никогда ей не занялся, даже если бы достоверно знал, что в итоге получу за нее Нобелевскую премию".
К 1947 г., после 10 лет работы над строением молекулы гемоглобина, Перутц добился немногого. Методы рентгеноструктурной дифракции и проб и ошибок оказались грубыми для гемоглобина, молекула которого имеет молекулярный вес около 10 млн. и является чрезвычайно сложным соединением. Тем не менее эти исследования показались чиновникам важными и в октябре 1947 г. Медицинский исследовательский совет Великобритании (правительственное учреждение, ответственное за размещение общественных фондов, поощряющих медицинские исследования) организовал подразделение молекулярной биологии в Кэмбриджском университете, где Перутц стал директором; в него вошел также Джон Кендрью, который присоединился к группе Перутца в 1946 г. Они были первыми штатными сотрудниками подразделения.
Условия для работы не были идеальными. Они работали в заброшенном бараке площадью 12 на 6 метров. Вскоре к ним присоединились и другие исследователи, и в бараке стали работать 4 будущих лауреата Нобелевской премии - Перутц, Кендрью, Крик и Сэнгер. Перутц нашел подход к решению проблемы в 1953 г., применив метод изоморфного замещения. Об этом методе Кендрью писал: "Перутц обнаружил, что рентгеновские снимки кристаллов гемоглобина, соединенного с атомами ртути, значительно отличались от снимков кристаллов нормального гемоглобина... Путем сравнения двух групп снимков можно установить происхождение всех пятен. Таким образом, наблюдение Перутца позволило объяснить сложные рентгеновские снимки белка и создать модель его строения". Но даже использовав новый метод и ЭВМ Кэмбриджского университета, Перутц потратил 6 лет на построение модели молекулы гемоглобина, состоящей из полипептидных цепочек в трех плоскостях, скрученных вместе подобно "составной картинке-загадке".
Перутц опубликовал свои результаты одновременно с Кендрью в "Nature” 13 февраля 1960 г. А через два года им была присуждена Нобелевская премия за установление структуры миоглобина и гемоглобина.