Техника - молодёжи 1985-07, страница 37

ВТОРГАЯСЬ В ПОТАЕННЫЙ МИР БЕЛКОВЫХ ТЕЛ

МИХАИЛ АБОЛМАЗОВ,

АНДРЕИ ТИМОФЕЕВ, ваши спецкоры

«Внерибосомный этап реализации генетического кода» — так называется работа, за которую шесть молодых ученых из Моснвы и Новосибирска получили премию Ленинского комсомола 1984 года. Сергей Бе-рестень, Малик Нурбенов и Игорь Мадолн проводили работу в Москве, в Институте молекулярной биологии

АН СССР, Евгений Невинский, Нина Моор и Инна Горшкова — в Новосибирском институте биоорганической химии СО АН СССР. Все шестеро завершили свои исследования защитой кандидатских диссертаций. Объент изучения — ферменты, вещества, без ноторых в живой клетке не проходит ни одна химическая реанция.

Я убеждаюсь, что дождался часа. Когда природы тайную печать Нам удалось сознательно сломать Благодаря пытливости привычной.

Гёте. «Фауст»

Жизнь организма слагается из множества жизней различных клеток. Чтобы понять, как работают клетки, ученые стали «разбирать» их на составные .«неживые» части — молекулы — и исследовать механизмы сложных биологических явлений на этом уровне.

Около 30 лет назад на стыке химии, физики и биологии возникла новая наука — молекулярная биология. Начальный этап ее развития был отмечен рядом блистательных открытий. Определение структуры и биологической функции дизоксирибо-нуклеиновой кислоты (ДНК), всех типов рибонуклеиновых кислот (РНК), рибосом (самых маленьких клеточных органелл), а также установление .их роли в передаче генетической информации., открытие явления обратной транскрипции — синтеза ДНК на матрице РНК, выявление механизмов биосинтеза белков, структуры антител — главных защитников организма, биологический и химический синтез гена, в том числе человеческого, перенос генов из одного организма в другой, расшифровка химического строения большого числа -индивидуальных белков, главным образом ферментов, а также нуклеиновых кислот — вот далеко не полный перечень достижений молодой науки.

Сейчас в ее развитии наступил внешне спокойный период. Настало время углубленных исследований, проникновения в самые потаенные уголки человеческого организма..

Самым сложным химическим процессом, происходящим в клетке, является синтез белков. Он происходит в рибосомах — «фабриках» белка. Производительности рибосом может позавидовать любой завод: за час они синтезируют белка больше, чем весят сами. Сюда образующаяся на ДНК так называемая «матричная» РНК (мРНК) приносит из ядра клетки генетическую информацию, которую с нее, как с магнитофонной ленты, считывает еще одна РНК — «транспортная» (тРНК). Она приходит в рибосому, чтобы руководить сборкой белка, причем с ней предварительно соединяется определенная аминокислота. Если последняя «ошибется» м соединится не со «своей» тРНК, синтез белка пойдет по неверному, незапрограм-мированному пути. Йз 20 тРНК, существующих в клетке, аминокислота «выбирает» нужную ей с помощью фермента — синтетазы. Он не только «узнает» тРНК, но и способствует ускорению .реакции соединения с ней аминокислоты в сотни тысяч раз, то есть выступает в роли катализатора. Этот процесс, происходящий е цитоплазме клетки и называемый внерибосомным этапом передачи генетического кода, с момента зарождения молекулярной биологии является одним из главных объектов исследований ученых. В последнее время особое их внимание сосредо-

ЛАУРЕАТЫ ПРЕМИИ ЛЕНИНСНОГО КОМСОМОЛА

точено непосредственно на ферментах, выявлении механизма действия, а также структуры этих сложных биополимеров.

— Поэнав, как работают ферменты, — поясняет руководитель новосибирской группы лауреатов, академик Дмитрий Георгиевич Кнорре, — мы научим-ся использовать их для проведения реакций, которых нет s природе, а на этой основе сможем создавать новые химические производства.

Москвичи и новосибирцы исследовали именно эти ферменты-синтета-зы. То была совместная работа по совместной программе, во время которой шел активный обмен мнениями, идеями, научными материалами. Каждый ее участник отвечал за свой конкретный участок.

КОНСТРУКТОРЫ

«ХИМИЧЕСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ»

Известно, что на поверхности фермента, который является сложной белковой молекулой, имеются активные центры. В них к ферменту присоединяются различные вещества: в одном —■ тРНК, в другом — аминокислота, в третьем — адено-зинтри фосфорная кислота (АТФ), которая при своем расщеплении поставляет энергию, необходимую для образования химической связи между первыми двумя веществами. Соединившись, тРНК и аминокислота уходят из фермента в рибосому, причем, как говорят биохимики, «не оставляя следов» на его поверхности — структура фермента совершенно не изменяется. В этом кроется главная причина того, что обнаружить, где находятся его активные центры, чрезвычайно трудно. Поиском >их месторасположения занимались новосибирцы: Евгений Невинский, Нина Моор и Инна Горшкова. Для этой цели они сконструировали специальные химические инструменты — синтезировали так называемые афинные реагенты, вещества, сходные по структуре и свойствам с природными биополимерами, например с тРНК или аминокислотой, но имеющие в отличие от них в своем составе какую-либо химически активную группу. Подобные реагенты можно получить либо непосредственно из природных веществ, присоединив к ним такую группу, либо создать новое химическое соедине-₍ ние — «двойника» природного, чтобы фермент не принял его за «чужака». Молодые исследователи синтезировали десятки подобных реагентов, использовали их для изучения механизма работы ферментов, в частности для обнаружения активных центров. Поскольку фермент по своим свойствам и структуре очень незначительно отличается от других находящихся в клетке белков, его невозможно изучать непосредствен-

3*