Слово – биоорганической химии

биоорганика«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.

В. Жвирблис

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>