«Он приехал с Запада» — так говорят жители Дальнего Востока про человека, прибывшего из Москвы или Ленинграда. Такое несколько неожиданное смещение понятий до недавнего времени имело вполне определенный смысл: Дальний Восток был настолько недосягаем, что казался какой-то особой страной. А теперь, чтобы добраться до него, требуется затратить всего лишь один день: самолет, поднявшись в Москве, через 12 часов опустится во Владивостоке.
К 15 сентября нынешнего года в этом городе собрались ученые Москвы, Ленинграда, Новосибирска и Иркутска для того, чтобы принять участие в конференции по химии природных соединений и методам их исследования. Эта конференция — первая конференция подобного рода, проводимая в нашей стране — была организована Владивостокским Институтом биологически активных веществ Сибирского отделения АН СССР.
Природные соединения… Химия, изучающая их — так называемая биоорганическая химия — отделилась от обычной органической химии сравнительно недавно, хотя с природными соединениями человек сталкивался очень и очень давно. Ведь в народной медицине испокон веков использовались в качестве лекарств различные отвары и настои. Действующими началами этих препаратов были органические вещества, образующиеся в организмах в процессе их жизнедеятельности.
С изучения природных соединений и началась органическая химия — химия соединений углерода. Но с середины прошлого века, после первых успехов теории химического строения, органическая химия пошла в основном по пути изучения возможностей синтеза соединений с заданной структурой. И только в тридцатых годах нашего столетия внимание исследователей вновь обратилось к природным веществам.
Но на этот раз работа химиков не ограничилась чисто химической задачей. Цель биоорганической химии состоит в том, чтобы изучить химический состав живых существ, установить структурные формулы веществ, из которых они состоят, исследовать биологические функции, которыми эти соединения управляют. И, наконец, познать на этой основе самую сокровенную тайну природы — физико-химическую сущность жизни.
В нашей стране биоорганическая химия получила «права гражданства» только в 1959 году, после создания Института химии природных соединений АН СССР. В этом институте изучается химия белков, антибиотиков, углеводов, нуклеиновых кислот. Сотрудниками этого института было начато также изучение химического состава растений Дальнего Востока — Аралии манчжурской и Лимонника китайского.
Флора и фауна Дальнего Востока сказочно богаты: здесь встречаются уникальные виды растений и животных. Это и «корень жизни» — женьшень, и «чертов куст» — элеутерококк, и пятнистый олень — один из «поставщиков» всемирно известных пантов. Но воистину неисчерпаемый источник нового — это океан. В нем обитает огромное количество еще не изученных в химическом отношении видов рыб и беспозвоночных. А удивительное здесь — на каждом шагу. Известно, например, что такая рыба, как камбала, обладает замечательной способностью расти всю свою жизнь; другая рыба — горбуша — не «стареет», а погибает сразу же после нереста. Химическое и биохимическое изучение этих феноменов представляет собой несомненный, причем далеко не абстрактный интерес. Сотрудниками Института биологически активных веществ достигнуты значительные успехи в изучении женьшеня, элеутерококка. Действующие начала этих растений выделены, и их химическая структура почти полностью расшифрована.
Биоорганическая химия отличается от «обычной» органической химии не только конечной целью, но и методами работы. Химик-«природник» имеет дело не с килограммами — и даже не с граммами, — а с миллиграммами веществ, причем выделять их приходится из крайне сложных смесей. Здесь на помощь обычным приемам очистки — кристаллизации, перегонке — приходят различные физико-химические методы и, в первую очередь, всевозможные разновидности хроматографии.
За последнее время произошел значительный сдвиг и в области приемов, с помощью которых можно установить строение молекулы — ее «архитектуру». Классический метод установления структуры органических веществ состоит в том, что эти вещества подвергают различным химическим воздействиям с целью расщепить их на отдельные фрагменты. Комбинируя полученные «осколки» на разный манер, можно рассчитывать рано или поздно получить «портрет» всей молекулы в целом. Но установить строение молекулы таким образом бывает порой сложнее, чем склеить в темноте разбитую вазу. Пример говорит сам за себя: строение такого вещества, как стрихнин, устанавливали на протяжении почти что 140 лет несколько поколений химиков. А ведь природу никак нельзя упрекнуть в скупости и однообразии…
И вряд ли мы сейчас знали бы о природных веществах столько, сколько знаем в действительности, если на помощь химикам не пришли различные физико-химические методы анализа — ультрафиолетовая и инфакрасная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс, масс-спектрометрия, спектрополяриметрия, рентгеноструктурный анализ. Эти методы дают непосредственную информацию об «архитектуре» молекул, и их комплексное использование позволяет сейчас расшифровывать структуры весьма сложных веществ уже не за годы, а за месяцы и порой даже недели. Новые методы позволяют подчас свести сложнейшее исследование к выполнению простейших операций, доступных любому лаборанту. Именно поэтому разработка новых методов работы и представляет сейчас направление «главного удара» в области биоорганической химии.
Не надо далеко ходить за примером. Американскому ученому Р. У. Холли удалось расшифровать структуру аланин-транспортной РНК, биополимера, состоящего из 77 нуклеотидных остатков. Эта работа представляет собой классическое исследование, использующее могучий арсенал современных методов биоорганической химии. Можно привести и другой пример: в своем докладе на конференции во Владивостоке академик М. М. Шемякин рассказал, что в его лаборатории разработан новый метод установления последовательности аминокислот в пептидах, содержащих до десяти аминокислотных остатков (так называемых олигопептидах). Этот метод основан на применении масс-спектрометрии: в масс-спектрометре эфиры ацилированных олигопептидов расщепляются не как попало, а только с «одного конца». Полученный масс-спектр сразу же дает картину строения пептидной цепи.
А ведь несколько лет назад на такую работу потребовалось бы затратить уж никак не меньше нескольких месяцев!
Всего на конференции было прочитано более 60 докладов. Но не надо полагать, будто значение конференции состояло только в выслушивании известного количества сообщений: живой обмен мнениями по важнейшим вопросам увлекательнейшей науки — биоорганической химии — не прекращался ни на минуту. Конференция помогла установлению контактов и выработке единого мнения среди пока что еще разрозненного «племени» химиков-биооргаников.