Maud Menten e la nascita della biochimica moderna

Se chiedete a chi si occupa di biochimica se conosce Maud Menten, la risposta più probabile che otterrete è “no”. Eppure è praticamente impossibile che non abbia incontrato almeno una delle sue scoperte più importanti, l’equazione che descrive l'andamento della velocità di una reazione catalizzata da enzimi al variare della concentrazione del substrato e dell'enzima. La scoprì all’inizio del Novecento lavorando in coppia con il più noto collega Leonor Michaelis a Berlino, ed è questo il motivo per cui il modello è noto come equazione di Michaelis-Menten. Fu pubblicata per la prima volta nel 1913 sulla rivista scientifica Biochemische Zeitschrift a firma di entrambi, ma il cognome di Menten era preceduto dall’indicazione “signorina”. Ciò induceva alcuni a trattarla come l’assistente di Michaelis e a ridimensionarne il ruolo. Ma della scoperta considerata il fondamento della moderna biochimica, Menten era a pieno titolo coautrice, sebbene riuscì a ottenere un ruolo da professoressa solamente nel 1923 all’Università di Pittsburgh, negli Stati Uniti.

Chi era Maud Menten?

Nata il 20 marzo del 1879 a Port Lambdon, sul lago St. Clair, non lontano da Detroit, ma in territorio canadese, nello stato dell’Ontario, Maud Leonora Menten frequenta l’università a Toronto, dove si laurea nel 1907 con una tesi sulla distribuzione dei composti clorurati nelle cellule nervose. Il Canada, però, non è un paese facile per una donna che voglia provare a fare carriera: le donne acquisiscono il diritto di voto solo nel 1918 e vengono legalmente riconosciute come persone solamente nel 1929. Così per alcuni anni prova a trovare lavoro a New York, fino a quando decide di salpare per l’Europa, con destinazione Berlino, con il desiderio di lavorare a fianco di Leonor Michaelis, già ben affermato nel campo della biochimica e punto di partenza ideale, secondo Menten, per i suoi studi. Il suo obiettivo a lungo termine è quello di migliorare le conoscenze mediche del tempo e, per farlo, non credeva fosse possibile prescindere dalla biochimica di base.

L’equazione di Michaelis-Menten

A Berlino, in uno degli ospedali cittadini, Michaelis si occupa di batteriologia, ma si tiene anche dello spazio per studiare i problemi di chimica-fisica. Insieme, i due scienziati studiano in dettaglio la reazione di inversione del saccarosio in glucosio e fruttosio. Si tratta di una reazione che è catalizzata dall’invertina, un enzima oggi più noto come invertasi. Gli enzimi sono catalizzatori proteici fondamentali per le reazioni del metabolismo degli esseri viventi, dalla sintesi del DNA alla produzione del glucosio. All’epoca, però, non era chiaro in che modo funzionassero e, soprattutto, non era noto come prevedere la velocità e la quantità dei prodotti finali della reazione.

Grafico di una generica curva di Michaelis-Menten (dal sito del Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia dell'Università di Siena)

Per svolgere la propria funzione, gli enzimi presentano una specie di tasca (il “sito attivo”) cui si lega il substrato formando il complesso noto come enzima-substrato. La velocità con cui si forma questo legame è importante nel determinare la velocità della reazione. Dai loro studi, in accordo con i dati sperimentali, Michaelis e Menten sviluppano una formula matematica che descrive l’andamento della reazione e fornisce curve in cui si può osservare come cambia la velocità di formazione dei prodotti in funzione della concentrazione dei substrati. Nel corso degli anni successivi, altri ricercatori hanno modificato leggermente la formula originale, che rimane però alla base di tutti i testi biochimica moderni con il nome di equazione di Michaelis-Menten.

Tutto il resto

Chi l’ha conosciuta racconta che Maud Menten era una persona vulcanica, capace di lavorare fino a 18 ore al giorno e con una quantità di interessi che sembrano un programma di studio per più di una vita. La giornalista e storica della scienza Rebecca Skloot li elenca così:

Raccontava ai colleghi che i suoi interessi ruotavano attorno alla patologia, alle ossidasi, agli acidi nucleici, alle cellule tumorali, alla tensione superficiale, alle tossine batteriche e alla polmonite. A cui si aggiungeva il suo lavoro sugli ormoni, sulla scarlattina e il suo impegno di medico all'ospedale pediatrico [di Pittsburgh]. E l'elenco non dice nulla dello studio del clarinetto, dei suoi dipinti appesi per anni non accreditati nelle sale dell'Università e che alla fine furono esposti in mostre artistiche. Né tocca la sua passione per l'astronomia o le lingue (parlava almeno una lingua dei nativi americani oltre a russo, francese, tedesco, italiano e nessuno sa bene cos'altro) o per il tè, che era nota per prendere con focaccine e scones fatti in casa serviti su porcellana Royal Crown Derby.

Sul piano puramente scientifico, durante la sua lunga carriera, che dal 1923 fino al 1960 si svolge al Dipartimento di Patologia dell’Università di Pittsburgh, Menten ha pubblicato, da sola o in collaborazione, oltre 100 articoli scientifici. Sua è stata la prima monografia su bromuro di radio, un tipo di marcatore nucleare simile ai radionuclidi impiegati per la PET, e sul cancro, pubblicata dal Rockefeller Institute for Medical Research, uno dei più importanti istituti per la ricerca medica al mondo. Un altro contributo fondamentale è stata la dimostrazione che le varianti proteiche possono essere rilevate mediante elettroforesi e sedimentazione e ha usato questa proprietà per riconoscere diverse forme di emoglobina. Si tratta di una scoperta importante per la comprensione delle basi biochimiche dell'anemia falciforme che normalmente viene attribuita a Linus Pauling. Peccato che Menten l’avesse già pubblicata almeno cinque anni prima. Solamente in anni più recenti, a partire dall’inserimento nella Hall of Fame medica del Canada nel 1998, il nome di Menten è stato riportato sotto i riflettori che la sua carriera scientifica meritano. Peccato che nel frattempo coloro che l’hanno conosciuta direttamente non siano più in vita e che la sua biografia sia ancora oggi piena di punti ciechi.