Техника - молодёжи 1985-07, страница 38

но в ней, а значит, надо выделить в чистом виде. Для этого применялись известные в настоящее время методы. Сначала клетки разрушали путем очень тщательного измельчения тканей, переводили фермент в раствор, а последний очищали с помощью электрофореза (способ, основанный на одном из важнейших свойств белковых молекул — наличии на их поверхности электрических зарядов), а также гель-фильт-рации (просеивание через молекулярные сита).

Как же проходила операция выявления активных центров? Прежде всего на бумаге «сочинялась» структура будущего афинного реагента, затем его синтезировали. Скажем, к молекуле А ТО присоединяли хим'иг чески активную групг.у, которая образует с ферментом прочную химическую связь — как бы «цепляется» за строго определенное место на его поверхности. Таким образом фиксируется центр присоединения молекулы АТФ — активный центр фермента. Точное его расположение можно определить с помощью меченых атомов.

Используя афинные реагенты, новосибирцам удалось установить, каким образом распределены активные центры одной из синтетаз, фермента', состоящего из двух субъединиц — двух цепей белковых молекул. На этом сложном ферменте Евгений Невинский обнаружил, помимо известных трех центров, еще один — регуляторный, управляющий их действиями. Каким образом он осуществляет свою регуляторную деятельность — .предстоит решить в последующих работах.

Не менее интересное наблюдение сделала Инна Горшкова. Проводя серию экспериментов с афинными реагентами, она установила, что между центрами существует взаимосвязь: от того, занят один из них аминокислотой, тРНК, АТФ или нет, зависит поведение другого. Все эти данные в настоящее время тщательно изучаются.

— Работа, начатая молодыми учеными, продолжается, — говорит академик Д. Г. Кнорре. — Предстоит решить ряд проблем, в частности, каков характер взаимодействия центров, как происходит управление их работой и т. д. Но главное — ребятам удалось создать полный набор афинных реагентов — инструментов, с помощью которых мы сможем проникнуть в тайну работы фермента.

Химические инструменты использовал в своих экспериментах и москвич Игорь Мадоян. Он также изучал механизм работы фермента триптофан-тРНК-синтетазы, состоящего из двух субъединиц — двух одинаковых половинок. Подсоединяя к одной из «их афинный реагент, исследователь целенаправленно из-

Фермент аминоацил-тРНК-синтетаза (АРСаза) — для простоты он не разделен на две половинки — находит нужную аминокислоту (АК) и соединяет ее с определенной транспортной рибонуклеиновой нислотой (тРНК) с помощью молекулы адено-зинтрифосфорной кислоты (АТФ).

менял структуру фермента (в биохимии это .называется «портить фермент») и наблюдал, как менялись его функции. В результате проведения серии экспериментов Мадояну удалось установить чрезвычайно интересный факт: субъединицы, не связанные между собой химической связью, оказывается, действуют согласованно: когда одна функционирует, другая «отдыхает». Фермент, таким образом, работает по принципу двухтактного двигателя. Эта модель принята ведущими биологами не только s ношей стране, но и за рубежом.

НЕ «КЛЮЧ И ЗАМОК», А «РУКА И ПЕРЧАТКА»

Каким образом взаимодействуют тРНК и синтетаза, как фермент «находит» нужную аминокислоту, чтобы соединить ее со своей тРНК? Этой проблемой занимался Сергей Берес-тень. Он расщеплял относительно простыми ферментами (нуклеазами и протеазами) тРНК .и синтетазу до и после их соединения в комплекс. Оказалось, что характер и скорость расщепления чистых веществ и образованного из них комплекса различны. Подобное явление можно было объяснить тем, _гчто при соединении тРНК и синтетаза претерпевают взаимные конформационные изменения, то есть меняется их пространственная структура. А следовательно, распространенное до этого в молекулярной биологии представление о том, что тРНК и фермент структуры жесткие и при образовании комплекса подходят друг к другу, как ключ к замку, не совсем верно. Спектральный анализ подтвердил это. Молодой ученый впервые дал подробное описание процесса соединения указанных веществ: они как бы обволакивают друг друга, при этом тРНК «входит» в фермент, как рука в перчатку. Перчатка до того, как ее надели, не слепок с руки. Только когда ее натягиваю!

Молодые ученые Новосибирского института биоорганической химии СО АН СССР предложили на модели сложного фермента синтетазы, состоящего из 4 субъединиц — 2а и 2 [ схему расположения центров связывания аминокислоты (АК), аденозин трифосфорной кислоты АТФ (Аррр ) и тРНК. Аминокислоты (АН) и АТФ (Аррр) связываются с а субъединицей молекулы синтетазы, тогда как тРНК с Р субъединицей.

36