S.P.L. Sørensen

Anita Kildebæk Nielsen, ph.d., Institut for Videnskabshistorie, Aarhus Universitet, ivhakn@ifa.au.dk

S.P.L. Sørensen i sit arbejdsværelse på Carlsberg Laboratoriet, hvor han var forstander for den kemiske afdeling fra 1901 til han gik på pension som 70-årig i 1938. Hans efterfølger var Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang, der havde været ansat ved Carlsberg Laboratoriet siden 1919 og som reelt, pga. Sørensens mange aktiviteter udenfor laboratoriet, havde været den daglige leder af afdelingen op igennem 1930erne. Linderstrøm-Lang, der er hovedpersonen i en anden artikel i denne artikelrække, var en alsidig og meget begavet kemiker - og musiker.

Søren Peter Lauritz Sørensen (1868-1939) var universitetsuddannet kemiker af uddannelse. Hans første forskningsarbejder lå indenfor den uorganiske kemi; men da han i 1901 overtog stillingen som forstander for den kemiske afdeling af Carlsberg Laboratoriet ændredes hans forskningsprofil, og over de næste godt 30 år var hans forskning centreret om at undersøge de kemiske egenskaber af de biologiske byggestene aminosyrer og proteiner. Han er kendt som manden, der introducerede pH-begrebet. Hvad der måske er mindre kendt er, at han også er den danske videnskabsmand, der flest gange har været indstillet til Nobelprisen.

Kemi på Carlsberg

I år 1900 døde Johan G.C.T. Kjeldahl, den daværende forstander for Carlsberg Laboratoriets kemiske afdeling, uventet og efter opfordring fra blandt andet professor i kemi ved Københavns Universitet og Sørensens daværende overordnede, S.M. Jørgensen, søgte og fik S.P.L. Sørensen stillingen. Med stillingen fuldte et af de største annua i landet for et eksperimentelt laboratorium, men også et mere eller mindre formuleret krav om at forske indenfor felter, Carlsberg Bryggeriet kunne have nytte af; en fordring Sørensen dog ikke havde store problemer med. Snarere var han ked af, at stillingen betød, at han ikke længere skulle undervise. Sørensen fik ganske vist i 1907 tilbud om et professorat i kemi ved universitetet, men takkede nej, dels af økonomiske årsager (universitetet var ikke i stand til at give ham så gode arbejdsbetingelser pga. de begrænsede økonomiske midler), dels af forskningsmæssige grunde. Sørensen var da allerede så involveret i biokemien, at han ikke ønskede at "vende tilbage" til den rene kemi på universitetet.

Ifølge Carlsberg Laboratoriets fundats, skrevet af brygger I.C. Jacobsen i 1875/76, var den kemiske og den fysiologiske afdelingsleder kun underlagt laboratoriets bestyrelse, der igen var udpeget af Det Kongelige danske Videnskabernes Selskab. Der var således indlagt stor handlefrihed for laboratoriet i forhold til der, hvor bevillingerne egentlig kom fra, nemlig bryggeriet. Ikke desto mindre var forskningen biokemisk orienteret, omend i et vist omfang nok mere grundforskningsorienteret end man måske kunne vente sig af et forskningslaboratoriet tilknyttet en privat virksomhed.

Sørensens fire primære forskningsområder var syntese af aminosyrer, analytiske studier, hydrogenionundersøgelser og proteinstudier, i nogenlunde kronologisk rækkefølge. Han udviklede i 1902 en ny, generelt anvendelig metode til syntese af aminosyrer, der byggede på hans viden indenfor almen, eksperimentel kemi. Med den nye metode var han i stand til at fremstille flere aminosyrer, der ikke havde været syntetiseret før. Det analytiske arbejde lå i direkte forlængelse af dette projekt. For at undersøge de aminosyrer han fremstillede, var det nødvendigt med bedre analyseredskaber. Han forbedrede derfor Kjeldahls metode til bestemmelse af nitrogenindholdet i en organisk stofprøve og introducerede den såkaldte formoltitrering til kvantitativ bestemmelse af ubundne carboxylgrupper i en prøve. Beskrivelsen af disse analytiske værktøjer blev første gang publiceret i 1907 i Carlsberg Laboratoriets eget tidsskrift (på dansk og fransk) og i Biochemische Zeitschrift (på tysk). Anden del af disse artikler om enzymstudier, som Sørensen kaldte dem, kom i 1909 i en over 150 sider lang artikel. Det var i denne artikel, at han introducerede pH-begrebet. Men artiklen indeholdt også andre vigtige nyheder. Bag begrebet, der jo mest er en praktisk ny skrivemåde, ligger fremhævelsen af, at det ikke er muligt at få et sikkert begreb om antallet af hydrogenioner i en opløsning af organish stof ved almindelig titrering, som i stedet vil give antallet af titrerbare syre. I stedet må man bruge andre metoder, og Sørensen beskrev to: den kolorimetriske og den elektrometriske bestemmelse af hydrogenionkoncentrationen. Den elektrometriske metode var den mest præcise, men også den langt mest besværlige. Den kolorimetriske metode, på den anden side, var hurtigt, let at lære, men for at kunne anvende den på opløsninger af organiske molekyler måtte man tage en del forbehold. Metoden byggede på farvesammenligning mellem prøve og et antal forudbestemte indikatorer. Sørensen lagde et meget stort arbejde i at finde sådanne indikatorer, der til sammen dækkede hele pH-området mellem 0 og 14.

Formålet med at bestemme hydrogenionkoncentrationen var at kunne undersøge enzymers dissociationsgrad under forskellige forhold. Sørensen kunne som den første vise, at dissociationsgraden ikke kun er temperaturafhængig men også pH-afhængig. Sørensen konkluderede i sin 1909-artikel, at hvis man vil optimere en reaktion, er det ikke nok at se på temperaturen. Man må også undersøge, hvordan reaktionshastigheden afhænger af hydrogenionkoncentrationen.

Set udefra var den store 1909-artikel først og fremmest instrumentel. Den gav den eksperimentelle proteinkemiker nogle nye redskaber i hånden. Mange af de beskrevne indikatorer blev klassikere, der var i brug i mange år, og pH-begrebet er blevet uundværeligt (måske ikke så meget for biokemikere som for dem, der laver varedeklarationer). Men artiklen indeholdt ingen teoretisering over de praktiske resultater, og den bidrog derfor ikke til at kaste nyt lys over det i 1910erne stadig meget dunkle område, som proteinstudier var. Det var et karakteristisk træk for Sørensens forskning. Han indlod sig kun nødigt på udvikle teoretiske modeller - der er dog én undtagelse, som vil jeg komme ind på. Han var først og fremmest en positivistisk datasamler. Efter 1909 blev Sørensens forskning centreret om undersøgelser af de fysisk kemiske egenskaber af proteiner; og igen indeholder artiklerne fra 1910erne, ofte skrevet sammen med hans assistenter, især imponerende mængder nye data.

Proteiners struktur

Der var endnu på dette tidspunkt uklarhed over proteinernes struktur. Det er måske endda en understatement. Det var det store stridspunkt i 1910ernes og 1920ernes biokemiske miljøer, hvorvidt proteiner var kolloider eller makromolekyler. På den ene side stod de "rene" kemikere, der mente, der var en klar analogi mellem proteiner og uorganiske kolloider (baseret på de tilgængelige data), på den anden de biologiske og fysiologiske kemikere (biokemikere), der mente proteiner og polymere var ægte makromolekyler. Diskussionen, og dermed en frugtbar meningsudveksling mellem de to sider, var dog mininal i og med, at parterne ikke respekterede hinanden og derfor forsøgte at ignorere modpartens indlæg.

S.P.L. Sørensen i laboratoriet i færd med at udkrystallisere proteinet æggealbumin, som Sørensen var den første til at fremstille i ren form i 1917, og som var udgangspunkt for hans mange proteinstudier i de følgende år.

Der var sådan set videnskabelig evidens for, at proteiner var makromolekyler allerede i 1902, hvor Emil Fischer og Franz Hofmeister uafhængigt af hinanden viste, at proteiner er sammensat af aminosyrer gennem peptidbindinger - bindinger, der teoretisk kunne være uendeligt mange af, sådan at proteinerne kunne blive ubegrænset store. Imidlertid fik denne teoris negative modtagelse selv Emil Fischer til at tvivle på rigtigheden, og usikkerheden stod på i de næste 30 år. Sørensen var i 1910erne tilsyneladende positivt stemt for makromolekylteorien, men i 1930 lancerede han sin egen proteinstrukturteori, der gik delvist imod denne.

I en artikel slog Sørensen til lyd for, at globulære proteiner var såkaldte ‘reversible dissocierbare komponentsystemer’. Inspireret af kolloidforskningen fra 1920erne og Alfred Werners teori om uorganiske kompleksforbindelsers opbygning skitserede Sørensen en proteinteori, hvor proteinerne bestod af mindre enheder. Disse enheder blev holdt sammen af svage kræfter, som blev brudt, når molekylet var i vandig opløsning. Hver af enhederne bestod af polypeptidkæder, der derimod ikke så let lod sig spalte. De to slags kræfter blev kaldt henholdsvis ‘Nebenvalenzen’ og ‘Hauptvalenzen’. Sørensen forestillede sig tydeligvis, at polypeptidenheder spillede den centrale rolle i proteinet a la metalionen i en kompleksforbindelse, mens styrken af båndene mellem enhederne kunne sammenlignes med det mellem kerne og ligander.

Blandt de data, som Sørensen fandt støttede hans idé, var den svenske fysisk kemiker The Svedbergs centrifugeresultater. Ved hjælp af en ultracentrifuge, som Svedberg selv havde udviklet, foretog han i 1920erne adskillige bestemmelser af proteiners molekylvægte. Disse var ofte meget høje (fem- og sekscifrede a.u.), men Sørensen bemærkede, at talene ofte var multipla af 35.000 a.u. Han konkluderede, at proteiner nok bestod af enheder med dén molekylvægt. For eksempel ville det betyde, at hæmaglobin med en estimeret molekylvægt på ca. 70.000 a.u. bestod af to enheder. Svedberg tog nogle år senere ideen op, tilsyneladende uvidende om Sørensens teori, som han ikke refererede til (hans grundenhed var af størrelsen 17.600 a.u.). Ingen af dem var dog i stand til at give en forklaring på, hvorfor netop denne eller hin størrelse skulle være den mest stabile eller på anden måde den rigtige. Sørensens synspunkter fik aldrig nogen stor udbredelse, om nogen overhovedet. Og den viser ikke Sørensen som nogen stor teoretiker, så det var måske med velbrgrundet hu, han oftest holdt sig fra den slags.

Manglen på teoretisering fik dog den konsekvens, at hans nobelnomineringer ikke blev særlig positivt vurderet i de svenske nobelkomiteer for kemi og fysiologi/medicin. Men det var ikke den eneste grund til, at Sørensen aldrig blev nobelpristager.

Nobelvurderinger af Sørensen

Ikke mindre end 13 gange blev Sørensen indstillet til en nobelpris, fem gange i fysiologi eller medicin og otte gange i kemi. At nomineringerne falder inden for begge felter vidner om biokemiens position som grænseområde mellem fysiologi og kemi (og biologi, naturligvis). Det har dog i nobelsammenhænge ikke haft negativ betydning, som man måske ellers kunne frygte. I stedet for at falde mellem to stole tog begge nobelkommiteer biokemien til sig. Så det var ikke derfor indstillingerne af Sørensen blev underkendt.

Dele af side 2-4 i Sørensens artikel fra 1909 i Meddelelser fra Carlsberg Laboratoriet, hvor pH-begrebet indføres. Bemærk Sørensens egen skrivemåde, han gik aldrig over til at skrive pH, hans foretrukne udtryk var pH. Det står ikke klar af hvem og hvornår den nutidige skrivemåde blev introduceret.

Indenfor kemi blev Sørensen første gang indstillet i 1921 og sidste gang i 1935, primært af nordiske kolleger. Men udfra papirene vedrørende behandlingen i den kemiske nobelkommité ser man, at havde indstillerne kunnet se, hvor hård en medfart den første indstilling fik, havde det nok stået klart for dem, at det ikke nyttede at indstille Sørensen igen. Kommiteen havde simpelthen ikke i sinde at omgøre sin første, negative vurdering. Sørensen var indstillet "för hans grundlaeggende arbeider over vandstofionkoncentrationens betydning for enzymatiske processor og hans grundlaeggende utredning av metoderne till dennes bestemmelse samt for hans gjaennemförte undersökelse over det krystalliserte ovalbumin". Den første del af indstillingen blev affejet med, at "hans hitrörande arbeten torde emellertid svårligen kunne anses ega den stora betydelse för kemien eller den originalitet i fråga om nye uppslag och synspunkter, som skulle kunna motivera deras belönande med ett Nobelpris i kemi", et synspunkt angående Sørensens hydrogenionstudier, som alle de senere kemiske nobelkommiteerne stod ved. Man var mere positivt stemt overfor proteinstudierne, men kommiteen fandt det svært at vurdere, hvor stor indflydelse, Sørensens arbejder ville få; og derfor valgte man i første omgang at se tiden an. Kun i 1932 foretog nobelkomiteen i kemi en anden vurdering af Sørensen, og endnu en gang var konklusionen, at hans forskningsbidrag var for uoriginale. Det er i den forbindelse  måske værd at bemærke, at en videnskabsmand ifølge Nobelstiftelsens fundats ikke kan få en nobelpris for sin samlede forskning, men derimod kun for et nærmere afgrænset forskningsresultat.

I fysiologi/medicin led nomineringerne (der indløb mellem 1915 og 1939) en lignende skæbne. Allerede første år konkludede den medicinske nobelkommité: "af det sagda torde framgå, at Sörensen hvarken i planläggning eller utarbetande af metodiken kan anses hafva varit banbrytare, ehuru hans arbeten äro förtjänstfulla. De undersökningar han utfört med dessa metoder synas [...] icke heller kunna göra anspråk på att vära af ingripande betydelse". Senere vurderinger føjede ikke meget nyt til den sag, trods alle indstillernes modsat meget positive argumenter.

Nationalt nød Sørensen dog stor hæder. Det blev mest synligt, da han i 1938 blev valgt til den meget prestigefyldte post som præsident for Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab. Det blev dog Selskabets kortest siddende præsident, da Sørensen døde mindre end et år senere, hvorefter han blev fulgt af Niels Bohr. Men allerede i 1909 var Sørensen blevet tildelt den nyindstiftede H.C. Ørsted medalje af Selskabet til Naturlærens Udbredelse, ligesom han modtog adskillige udenlandske hædersbevisninger.

I de sidste årtier af sit liv blev der mindre og mindre tid til laboratoriearbejde i Sørensens liv (selvom han publicerede regelmæssigt indtil 1934).  Han bevægede sig mere og mere over i administrativt og organisatorisk arbejde og ikke blot inden for Carlsberg Laboratoriets rammer. Han var medlem af flere virksomheders bestyrelser, blandt andet Dansk Gærings Industri og Aktieselskabet De Danske Spritfabrikker, og han lagde meget energi i det i 1929 etablerede Hvedeudvalg, der havde til hovedformål at forbedre kvaliteten af danskproduceret hvedemel til brødbagningsindustrien. Sørensen var også en af stifterne af Dansk Luftværnsforening fra 1934, hvilket ikke mindst de store mængder papirer i hans arkiv på Rigsarkivet vidner om. Han var, både som ren og anvendt forsker og videnskabsmand i bred forstand, i samfundets tjeneste, og sådan ønskede han også at se sig selv.

Litteratur:

Bjerrum, Niels (1939) Søren Peter Lauritz Sørensen. Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, Oversigt over Selskabets Virksomhed, 1939-1940, 51-87

Linderstrøm-Lang, K.U. (1939) S.P.L. Sørensen 1868-1939. Comptes Rendus des Travaux du Laboratoire Carlsberg, 23, i-xxi

Nielsen, Anita Kildebæk (2000A) Bedre brød til folket. pH-begrebets anvendelse i gæringsindustrien, især i forbindelse med brødbagning. HOSTA, no. 3, www.ifa.au.dk/ivh/hosta/home.dk.htm

Nielsen, Anita Kildebæk (2000B), The Chemists. Danish Chemical Communities and Networks 1900-1940 (Århus)

Sørensen, S.P.L. (1909) Enzymstudier II.  Om Maalingen og Betydningen af Brintionkoncentrationen ved enzymatiske Processer. Meddelelser fra Carlsberg Laboratoriet, 8, 1-153 + 373-7