Cтраница 4
Отдельная молекула белка может содержать от десятков до нескольких сотен мономерных звеньев. Собственно, разновидностей аминокислот как химических соединений может быть бесчисленное множество и химики могут, в принципе, синтезировать любые аминокислоты. Но живая природа использует только 20 вполне определенных аминокислот, которые поэтому получили название природных или канонических. Этот набор из 20 аминокислот абсолютно одинаков, универсален для всей живой природы на Земле. [46]
Нет ничего удивительного в том, что во многих случаях экспериментальная недостаточность какой-либо одной аминокислоты не дает характерных нарушений. Дело в том, что выключение одной только аминокислоты должно отразиться на всем процессе синтеза белка. Поскольку потребность в аминокислотах у животных и у человека обычно покрывается белками, развитие явлений, связанных с недостаточностью какой-либо одной аминокислоты, маловероятно. При некоторых патологических состояниях повышается интенсивность использования определенных аминокислот, и в этих условиях развитие указанных явлений становится возможным. Например, у больных с кар-циноидной опухолью кишечника значительная часть пищевого триптофана может расходоваться на образования серотонина, выделяемого с мочой, что приводит к относительной недостаточности триптофана ( стр. При далеко зашедшей злокачественной меланоме значительное количество тирозина ( и, возможно, фенилаланина) превращается в меланин; можно думать, что с таким использованием фенилаланина и тирозина связано быстрое истощение, характерное для больных, страдающих этим заболеванием. [47]
ДНК сосредоточена в хромосомах, и одной из замечательных черт этой кислоты является ее устойчивость в процессах обмена. Природа словно боится затронуть это важнейшее соединение, и реакции обмена веществ ( метаболизма) как будто и не касаются драгоценной молекулы ДНК, в которой на таинственном языке записан весь план строительства будущего организма. В сложных молекулах биологически активных соединений часто наблюдается обмен групп или крупных фрагментов, если молекула находится в среде, содержащей эти группы. Так, белки, помещенные в среду, содержащую определенные аминокислоты, обменивают свои аминокислотные остатки на остатки аминокислот, имеющихся в окружающей среде. Это явление изучается с помощью изотопных методов. В вещества среды вводится какой-либо радиоактивный атом - молекула метится, и ее включение в состав белка удается зарегистрировать по появлению радиоактивности у белковых молекул. В молекуле ДНК содержится аденин. Если поместить ДНК в среду, содержащую меченый аденин, то можно убедиться, что аденин из среды не включается в молекулу ДНК - обмен не происходит. Если клетки начинают делиться, то меченая молекула входит в состав ДНК, но в дальнейшем остается в ней и не в какие обменные процессы не вступает. [48]
Синтез аминокислот проводится химическим и микробиологическим путем. При химическом способе в качестве сырья используют метан, этан, непредельные углеводороды, нефть, альдегиды и другие вещества, которые с помощью аммиака превращают в аминокислоты; при микробиологическом в качестве основного сырья ( питательной среды) используют отходы сахарной промышленности, углеводороды. К сырью добавляют соли, кислоты и другие вещества. Особые виды микроорганизмов, так называемые продуценты, питаясь такой средой, вырабатывают определенные аминокислоты. [49]
Прежде всего в результате данной обработки каждая природная аминокислота должна превращаться в специфическое производное. Если из разных аминокислот образуются идентичные продукты, то ясно, что соответствующая методика становится непригодной. К тому же желательно, чтобы реакции протекали количественно или по крайней мере с высокими выходами. Когда выходы разных аминокислотных производных значительно отличаются, при неблагоприятном соотношении компонентов смеси возникают серьезные осложнения в детектировании определенных аминокислот. Вопрос о количественной воспроизводимости образующихся производных мы обсудим ниже в связи с проблемой количественного анализа. [50]