Беседы о жизни

Галактионов Станислав Геннадиевич

На старт вышли одиннадцать участников. Говоря о числе участников, мы имеем в виду количество методов предсказаний, а не предсказателей, поскольку многие методы предлагались двумя авторами или наоборот: одни и те же авторы представили по нескольку методов.

Участники (на этот раз имеются в виду авторы методов) должны были определить положения -спиралей, участков -структуры и изгибов цепи и результаты выслать Г. Шульцу.

И вот наступил день подведения итогов (впоследствии они были опубликованы в известном английском научном журнале «Нейчур»). О, как нам хотелось бы в совершенстве владеть роскошным праздничным жаргоном спортивных комментаторов, пишущих об очередной блестящей победе советских фигуристов! Но нет,

конечно же, это было бы неуместным, тем более что никакого публичного провозглашения имен победителей не последовало, а выявление их оказывается возможным лишь на основе неофициального подсчета очков.

Вот, например, результаты по классу -спирали. Аденилкиназа — белок с относительно высоким содержанием спиральных участков: из 193 аминокислотных остатков, образующих молекулу, 105 входят в спиральные участки. Советские ученые О. Птицын и А. Финкельштейн сумели правильно указать 79 из них (не обнаружив, следовательно, 26); кроме того, 12 неспиральных остатков ими были ошибочно определены как спиральные. Другой советский участник, В. Лим, достиг еще большего числа правильных предсказаний — 82, однако ценой также и большего количества ошибок — 29. Лучшие среди зарубежных участников, американцы П. Чоу и Дж. Фасман, имеют результат 70 и 14 соответственно.

Если победителей определять на основании общего числа ошибок («недопредсказанных» и «перепредсказанных» остатков), то места в классе -спирали распределятся следующим образом: О. Птицын и А. Финкельштейн — 38, П. Чоу и Дж. Фасман — 49, В. Лим — 52. Заметим, что некоторые методы дали 78, 87 и даже 98 ошибок! Для сравнения интересно указать, что утверждению о полной спирализации молекулы аденилкиназы соответствовало бы 88 ошибкам, а метод, заключающийся в определении «спиральности» или «неспиральности» каждого остатка с помощью бросания монетки (орел — решка), в среднем привел бы к 96,5 ошибки.

В классе предсказания -структур среди лидеров встречаем те же фамилии: О. Птицын и А. Финкельштейн — 16 ошибок, В. Лим — тоже 16, П. Чоу и Дж. Фасман — 33 ошибки. Изгибы пептидной цепи наиболее удачно угадали американцы А. Бэрджесс и Г. Шерага (27 ошибок), незначительно опередившие тех же П. Чоу и Дж. Фасмана (28 ошибок). Советские ученые в предсказаниях этого класса не участвовали.

Разумеется, наше легкомысленное описание этого по-настоящему интересного и полезного соревнования следует воспринимать как шутку, хотя, конечно, мы не будем протестовать против объявления данного вида спорта олимпийским или против включения его под номером 50 в таблицу «Спортлото». Кстати, и состав советской олимпийской сборной как будто уже определился. В то же время молекулярным биологам не до шуток: проблема третьего этапа биологического кодирования — «первичная структура — третичная структура» — ждет своего решения. Хотя, как мы видели, корректное физическое рассмотрение задачи о формировании третичной структуры белка провести пока не удается, эта проблема все же начинает становиться все более понятной и решение ее становится все ближе. Так что будем надеяться на скорый и решительный успех конформаторов — людей редкой профессии и, увы, нелегкой судьбы.

Глава 5. Похвала ферментам

Высокое и несколько уже позабытое в наш рациональный век искусство многозначительных умолчаний, таинственных намеков и прочего кокетства не должно, казалось бы, иметь никакого отношения к рабочему стилю литературного произведения, трактующего в конце концов, что ни говорите, о суровых научных истинах. И все же наши многократные упоминания о том, что способность белковых молекул принимать вполне определенную структуру сообщает им такие необычные и очень важные свойства, что и рассказывать-то пока об этих свойствах нельзя, при некоторой доле читательского недоброжелательства может быть принята за разновидность литературного кокетства. Не знаем,

удастся ли нам с помощью подобного (несомненно, предосудительного) приема завлечь в свои сети хоть одного читателя и зажечь в его сердце пламя бескорыстного интереса к молекулам ферментов. Однако более скромной цели мы, как нам кажется, все же достигли: читатель предупрежден, что цепочка биологического кодирования не обрывается на звене «третичная структура», а продолжается этапом «структура белка — функция белка».

Подробный рассказ о функциях белков в живом организме мы будем вести на примере, пожалуй, самой ответственной из них — ферментативного катализа.

На существование этого свойства белков мы в полном соответствии с избранным нами литературным стилем уже намекали ранее и даже, сколько помнится, попутно посудачили, что с помощью ферментов только и удается упорядочить химические превращения веществ, образующих живой организм. Теперь же, зная кое-что о принципах образования пространственной структуры молекул белков, мы можем поговорить на эту же тему гораздо подробнее.

Раздел, которого могло бы и не быть

Персонаж одной из миниатюр А. Райкина дал следующее определение: «Художник — это человек, который берет нужную краску и наносит ее в нужное место». Оставив претензии на оригинальность, напишем и мы вслед за А. Райкиным: «Фермент — это белок, берущий нужную молекулу и осуществляющий химическую модификацию нужной ее части».

Определение райкинского персонажа рассчитано на взрыв хохота в зрительном зале; наше определение, увы, может вызвать у знатоков обратную реакцию — удивление и возмущение, ибо оно, конечно же, не лишено множества недостатков. Взять хотя бы использованное в нем слово «нужный». («Нужный кому?» — сурово спросит иной бдительный материалист и, к сожалению, будет совершенно прав.) И еще: в нашем злополучном определении фермента ничего не говорится (по крайней мере, явно) о чудовищной быстроте, с которой ферменты выполняют свою работу. И еще о том, что в состав молекулы фермента могут входить, помимо белковой части, также и небелковые компоненты. И еще…

При желании этот список можно продолжить за счет упреков не столь существенных, но тем более неприятных. Что уж поделать, такова судьба всех лаконичных и категорических определений. Рассказывают, что некий литератор, занятый составлением толкового словаря, поинтересовался мнением знаменитого зоолога Ж. Кювье по поводу следующего определения слова «краб»: «Маленькая красная рыбка, которая плавает задом наперед». Ж. Кювье нашел это определение превосходным, однако отметил ряд мелких недочетов: краб не рыбка, не красный, не обязательно маленький и задом наперед не плавает.

Так что отречемся, пожалуй, от погони за чеканным и всеобъемлющим определением понятия «фермент». В конце концов, первые научные описания различных проявлений обескураживающих свойств ферментов неплохо обходились и без него. Ведь представление о ферментах как о белковых молекулах, обладающих особой валентной и пространственной структурой, внедрилось в биохимию лишь в последние десятилетия; до этого вопрос о химической природе ферментов оставался дискуссионным. Это не мешало, однако, интенсивному исследованию их каталитических свойств.

Большинство ранних исследований действия ферментов связано с процессами брожения — превращения сахара в спирт клетками дрожжей. Отсюда и происходят основные термины: «ферментум» по-латыни — закваска, брожение. Слово «фермент» прижилось в русском языке вполне основательно; для большинства же европейских языков характерен термин «энзим» («эн зимон» означает опять же «в закваске», но уже по-гречески). Изредка называют ферменты энзимами и в русской литературе, а уж слово «энзимология» для обозначения науки о ферментах приобрело совершенно монопольные права.