Техника - молодёжи 2007-09, страница 6

Люди науки

Лаборатория ЯМР-спектроскопии

ферменты, которые регулируют уровень этих двух тканевых гормонов, найдена ещё одна группа пептидов, которая блокирует эти ферменты. Иначе говоря, можно с помощью одного пептида блокировать определённую группу ферментов таким образом, что у человека падает уровень гормонов, повышающих давление, и растёт уровень понижающих его. В результате мы получаем «спусковой крючок» для регулирования давления. Именно так был создан учёными целый ряд препаратов для борьбы с гипертонией.

— Во дворе Института стоит пространственная модель молекулы знаменитого препарата валиноми-цина — символа ИБХ, его бренда. Это ведь тоже пептид? Как он был создан?

— Ещё в 60-х гг., будучи аспирантом замечательного учёного Ю.А. Овчинникова, мне посчастливилось участвовать в программе исследования интересной группы пептидных антибиотиков, так называемых депсипептидов. Вначале планировалось провести полный химический синтез ранее предложенных структур с тем, чтобы их подтвердить или (как оказалось на самом деле) исправить допущенные нашими предшественниками ошибки. Однако этим дело не закончилось. Вскоре выяснилось, что выбранный в качестве объекта исследования депсипептид — ва-линомицин обладает удивительной способностью связывать в растворе ионы щелочных металлов и переносить их через искусственные и биологические мемб

раны по градиенту концентрации или электрического потенциала. Причём именно это свойство и было причиной его антимикробного действия. Валиномицин связывал в 10000 раз больше ионов калия, чем, скажем, натрия, и затем переносил их через клеточную мембрану. До настоящего времени неизвестно веществ, даже отдалённо приближающихся к валиномици-ну по калий-натриевой избирательности.

Для выяснения причин такого удивительного поведения мы исследовали ИК- и ЯМР-спектры ва-линомицина и его комплексов с ионами щелочных металлов и обнаружили, что этот биорегулятор имеет внутреннюю полость, выстланную отрицательно заряженными атомами кислорода. По размерам эта полость идеально соответствовала положительно заряженному иону калия и была слишком большой для натрия. Другими словами, уникальные физико-химические и биологические свойства валиномицина как антибиотика определялись его пространственной структурой.

Так впервые было показано, каким образом Природа может обеспечить избирательный перенос ионов через мембранные барьеры, что, в свою очередь, является одним из фундаментальных биологических процессов. Разработанные в ходе этой работы подходы к изучению пространственной структуры пептидов были впоследствии успешно применены и к другим соединениям такого класса. Был разработан оригинальный, назван

ный топохимическим, подход к глубокой трансформации биологически активных пептидов. При нём сохранялись свойства поверхностей, важных для взаимодействия с биологической мишенью, на которую действует нужное лекарство. Топохимический подход был с успехом использован в лабораториях мира. А работа эта была удостоена Ленинской премии и вошла в учебники. Такова история модели, установленной в нашем дворе.

— Вы сказали, что пептиды играют в организме роль «управленцев». В 80-х гг. прошлого столетия появился научно-фантастический роман канадского писателя Джеймса Ганна «Сновидцы», в котором действие происходит в конце нашего тысячелетия, когда синтезированы уже все нейропепти-ды, управляющие сознанием человека. По сюжету романа, человек, принимая определённые пилюли, становится другой личностью. Можно ли в перспективе с помощью пептидов управлять сознанием человека, изменять его личность?

— Сложно сказать. Конечно, нейропептиды могут очень сильно повлиять на работу мозга. Например, они способны вызывать или снимать ощущение боли или жажды, индуцировать сон, влиять на половое поведение, ускорить процесс запоминания или замедлить его, даже чувство материнской любви опосредуется пептидами.

— Хорошо известен классический эксперимент с крысами. Они помещались в камеру с большим освещённым пространством и с множеством тёмных углов. Животные, естественно, предпочитали забиваться в углы. Но там к стенам был подведён сильный ток, и крысы шарахались от них. У «обученных» крыс посмотрели содержание пептидов в мозге и обнаружили новые, отличные от тех, что были у «необученных». «Необученным» ввели эти новые пептиды, и такие животные уже в углы больше не забивались, а обитали в центре камеры. Довольно убедительный опыт?

— Но пока не подтверждённый. Я хочу сказать, что не за каждым ощущением или навыком стоит пептид. Нельзя преуменьшать роль других участников ансамбля, в первую очередь белков, функционирующих в нервной системе. Только с помощью пептидов влиять на формирование личности вряд ли возможно. Но на процессы метаболизма, работу головного мозга и других систем, безусловно, можно.

4 2007 №09 ТМ