Техника - молодёжи 1974-12, страница 23
элапидов везде признаются лучшим объектом исследований. Причин тому несколько: и выраженнь1й биологический эффект этих ядов — ней-роточсическое действие, и относительная «примитивности» их состава — низкое содержание крупномолекулярных веществ, чаще чсего лабильных ферментов, что значительно у|.рощает процедуру биохимических манипуляций, и другие. Вероятно, здесь сыграло свою роль и то, что ч 1964 году сотрудник ла-бора.ории биохимии гормонов 8 Сорокин нашел удачный метод разделения компоненточ яда. Цельный яд кобры пропускается через молекулярное сито (гель сефадек-са). При этом компоненты группируются в той фракции веществ с приблизительно равными размерами молекул. Разделение компонентов второй фракции (средние молекулы) происходит с помощью ионообменной целлюлозы. Удалось обнаружить около 10 форм фосфолипазы А и часть из них получить в химически чистом виде. Было установлено, что эта фосфогипаза принимает участие во многих биологических эффектах цельного яда. Так, небольшие количества ее вызывают набухание митохондрий, сопровождающееся поражением их функций. Она также резко усиливает действие мембранно-активных полипептидов, вызывающих гемолиз, останавливающих изолированное сеодце лягушки и действующих цитотоксически И хотя предположение о токсичности фосфолипазы А опыты на животных не подтвердили, можно полагать, что она играет достаточно важную роль в механизме отравления цельным ядом Определенную лепту, вероятно, вносит и первая фракция (крупных белков — ферментов), где. кстпи, находится и хо-линэстьраза, хотя, будучи введенной животным в очень высокой концентрации, она не вызычала их смерти. Следующий весьма важный этап биохимических исследований ядор — непосредственное изучение строения, счойств и действия выделенных из них в химически чистом виде веществ. Здесь уместно сообщить, что некоторые ферменты и токсины могут служить сзоего рода точными инструментами в научных исследованиях. Так, фосфоэстеразы, отщепляющие последовательно только концевые нуклеотиды молекул нуклеиновых кислот, оказались весьма ценными для раскрытия строения этих соединений организма Протеазы и фосфолипазы благодаря специфическому действию с успехом применяются при изучении строения и функционирования белков, липидов, а также надмолекулярных образований, субклеточных компонентов, биологических мембран. Что же касается токсинов... Чтобы пра_1ильно пользоваться инструментом, |:адо хорошо знать его свойства. Работой ряда ученых по-кэгано. что нейротоксины ядов элапидов блокируют нервно-мышечную проводимость, взаимодействуя с по-стсиналтической мембраной, подобно стрельному яду — кураре (см рисунок на стр 20), Об этом мы расскажем несколько подробнее габога нервной системы возможна при наличии контактов как между отдельными нервными клетками, так и л—'жду нераной клеткой и ка-ким-либо органом, например мышцей. Самый длинный отросток клетки — аксон образует с мышцей тесный контакт, который в конце прошлого столетия английский физиолог Шеррингтон назвал синапсом (от I реческого слова «смыкать»). Исследования морфологов, особенно с помощью электронной микроскопии, показали, что на самом деле настоящею «смыкания» здесь нет. Между мембранами — пресинапти-ческой, ограничивающей аксон, и •юстсинаптической, примыкающей к мьпчецным волокнс.м, есть сичапти-неская щель. В нервном окончании вдоль пресинаптической мембраны располагаются крохотные пузырьки, вмещающие по нескольку тысяч молекул ацетилхолина 11ервми импульс, приходящий в аксон, за одну миллисекунду выпускает в синапти-ческую щель > ерез специальные ворота — поры в пресинаптической мембраче—содержимое 200—3J0 пузырьков. Поры на противоположной мембране закрыты дверьми — встроенными в нее молекулами рецепторе Ацетилхолин, взаимодействуя с рецептором, открывает двери. Вокруг нево^бужденной мышечной клетки много ионов натрия и хлора, а внутри — ионов калия. Из-за ионной асимметрии клетка внутри заряжена отрицательно, а снаружи положительно. Когда ацетилхолин открывает поры, в клетку устремляются ионы, но их прохождение ограничивают размер приема и отрицательный заряд дверных косяков. Крупнме ионы, положительные и отрицательные, не Проходят в клетку, проскачивают одни лишь ионы натрия. Навстречу им, удерживаемые изнутри отрицательным зарядом, очень медленно движутся ионы калия. Постепенно существовавшая разница зарядов снаружи и внутри клетки начинает уравниваться, то есть мембрана клетки деполяризуется. Это свое.о рода «короткое замыкание» способствует возбуждению клетки. Отработавший ацетилхолин разрушается холинэсте-разой, располагающейся рядом с рецептором. Так вот, кураре имеет определенное сродство с рецепторами; он, подобно испорченному ключу вхо дит в замочную скважину но дверь о.крыть не может. Из-за этого исправный ключ — ацетилхолин также не можл попасть в заткнутую кураре замочную скважину, блокируется неррно-мышечная передача, и как следствие — наступает паралич. 3 первую очередь, чероятно, поражаются синапсы ч области диафрагмы и грудных мышц, что причодит к остановке дыхания и смерти от асфиксии. Нейротоксины из ядов элапидов действуют аналогичным образом. Но в отличие от кураре, который постепенно разрушается организмом, они устойчивы, их действие на П0с1сииаптическую мембрану менче обратимо. Эти свойства нейротоксиноь были использованы французским ученым Шанже — ему удалось получить рецептор из электрического органа рыб. Меченный радиоактивными изотопами нейро-токсин служил своеобразным индикатором, указывающим локализацию рецептора — ведь нейротоксин был связан с ним, можно сказать, «намертво». Изучение свойств рецептора позволило нейробиологам и электрофизиологам узнать много нового об интимных механизмах передачи нервного импульса Нейротоксины оказ тлись превосходным оружием молекулярной биологии, и именно потому они заинтересовали ряд крупных специалистов. В Москве, в Институте биоорганической химии АН СССР, под руководством вице-президента АН СССР академика Ю. Овчинникова была лроведена рабов по раскрытию структуры выделенных из яда кобры нейротоксинов. Совместный труд московских и ташкентских биохимиков не только пополнил список расшифрованных белков, но и создал предпосылки для использования этих уникальных компонентов яда для решения важных бислогических проблем. Подобно любому белку, нейротоксины состоят из аминокислотных остатков, соединенных в строгс определенной последовательности (см, схему на 1-й стр. обложки журнала). Эта последовательность у токсинов из яда среднеазиатской кобры несколько иная, чем у токсинов из ядов других кобр Однако электрофизиологические исследования профессора Б Ташмухамедова и доктора биологических наук Л Мага-заника показали, что действие °сех этих токсинов сходно между собой. По-видимому, небольшие вариации 4 последовательности аминокислот здесь оказались малосущественными Исследования ядов продолжаются. Ведется поиск новых веществ со специфическим биологическим действием, которые могут быть применены в медицинской и научной практике. 1 21 |
