Cтраница 3
![]() |
Вторичная структура пептидов и белков. [31] |
Некоторые белки и многие пептиды можно получить в кристаллическом состоянии, и они были проанализированы рентгеновской кристаллографией ( гл. Дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг показал, что во многих соединениях пептидная цепь свернута в та-спираль ( рис. 12.14, а) - структуру, подобную винтовой лестнице. При такой структуре углы между связями имеют их нормальные значения и в то же время становятся слабыми пространственные взаимодействия между объемистыми боковыми цепями, которые направлены от центра спирали. Эта структура поддерживается водородными связями между группами СО и NH разных остатков, и на один виток спирали приходится 3 6 остатка. Такое скручивание называется вторичной структурой белка. [32]
На другом берегу океана знаменитый Лайнус Полинг также трудится над созданием модели гена. И, казалось бы, преимущество должно быть на его стороне, так как совсем недавно он показал, что работой с атомными моделями можно существенно продвинуться в понимании структуры белков. Англичане не хотят отдать пальму первенства американцам. Итак, идет гонка за Нобелевской премией, ибо ясно, что успех в решении столь значительной задачи будет увенчан самым огромным лавровым венком. [33]
Калифорнийский технологический институт отпадал - Лайнус был слишком велик, чтобы тратить время на обучение математически недоразвитого биолога. [34]
Однако при определенных условиях полипептиды могут образовывать определенные пространственные ( трехмерные) структуры. Например, в 1951 г. Лайнус Полинг и Роберт Кори теоретически предсказали, что полипептиды могут образовывать спиральную структуру вследствие наличия водородных связей между карбонильным атомом кислорода г-го фрагмента и амидным атомом водорода ( i 4) - го фрагмента, что в дальнейшем нашло подтверждение на большом экспериментальном материале. Каждый белок с определенной нерегулярной последовательностью аминокислот может образовать уникальную пространственную структуру. Следует отметить, что любая тонкая биологическая функция, выполняемая белком, реализуется только при наличии такой структуры. Любое ее нарушение нагреванием или изменением рН среды ( денатурация), не сопровождающееся расщеплением ковалентных связей, приводит к полной потере функциональной активности белка. Лишь небольшие белки могут легко претерпеть обратное превращение в исходное состояние. Обратное превращение денатурированного высокомолекулярного белка в исходную биологически активную структуру ( ренатурация) возможно, только если использовать специальную процедуру, т.е. з том случае, если ни мономерные компоненты, ни полимерные цепи не были повреждены в процессе денатурации. [35]
Теоретические основы приближения Васаштерна сейчас не являются общепринятыми. Обычно пользуются таблицами, составленными Лайнусом Полингом. Полинг исходил из того, что радиусы должны быть функциями координационного числа, отношения радиусов и заряда ионов. Он рассмотрел изоэлектрон-ные соединения типа К С1 и разделил межионное расстояние обратно пропорционально эффективным ядерным зарядам этих ионов. [36]
Как только станет известно, что Лайнус ошибся, он не успокоится, пока не доберется до правильной структуры. Правда, можно было надеяться, что его коллеги-химики, исполнясь еще большего благоговения перед его интеллектом, не станут проверять подробности его модели и мы выиграем какое-то время. Но рукопись уже была послана в редакцию Трудов Национальной Академии наук; не позднее середины марта статью Лайнуса прочтут во всем мире. И ошибка будет тотчас обнаружена. [37]
Аскорбиновая кислота отличается от других витаминов тем, что ее не могут синтезировать человек и отдельные животные, которые поэтому нуждаются в поступлении этого витамина извне. Ряд ученых, в том числе и Лайнус Полинг, считают, что регулярный прием аскорбиновой кислоты в количестве 0 2 - 5 г для взрослого способствует предотвращению простудных заболеваний и уменьшает восприимчивость к другим заболеваниям, в том числе пневмонии, тонзиллиту и острому ревматизму. Они рекомендуют принимать внутрь не менее 10 г аскорбиновой кислоты в день при первом появлении симптомов простуды; после того как простуда пройдет, дозу следует уменьшить. По мнению сторонников этого-метода, прием аскорбиновой кислоты не только ослабляет течение простудного заболевания, но и существенно увеличивает скорость выздоровления. [38]
На рождественские каникулы я поехал в Швейцарию кататься на лыжах и, проезжая через Лондон, сообщил Морису, что Полинг забрался в его огород. Я надеялся, что критическая ситуация, вызванная наступлением Лайнуса на ДНК, заставит Мориса обратиться за помощью к нам с Фрэнсисом. Однако если Морис и считал, что Лайнус имеет шансы сорвать банк, он этого ничем не выдал. Гораздо важнее была новость о том, что дни Рози в Кингз-колледже сочтены. Она сообщила Морису, что намерена перейти в лабораторию Бернала в Бэркбек-колле-дже. А главное, к удивлению и облегчению Мориса, она не собиралась забрать с собой проблему ДНК. [39]
И сразу я почувствовал что-то неладное, хотя ошибку нашел только, когда как следует разглядел рисунки. И тут я понял, что фосфатные группы в модели Лайнуса не ионизированы, а каждая содержит связанный атом водорода и поэтому в целом нейтральна. [40]
Кроме обычных семейных новостей, оно содержало известие, которого мы так долго опасались: Лайнус открыл структуру ДНК. [41]
В заключение я мог бы сказать, что мы, естествоиспытатели, благодаря работе которых возникло сегодняшнее положение, считаем себя вправе и обязанными искать границы практической картины мира так же, как мы привыкли отмечать границы нашей теоретической картины. Как показывают многие свидетельства, в главном мы также единодушны - я вспоминаю декларацию восемнадцати геттингенцев, воззвание 9000 Лайнуса По-линга, Пагоушское движение и другие. Но существуют также и печальные исключения. Мы занимаемся поисками правил поведения и охотно слушаем советы людей вне нашего круга, которые, как и мы, поняли, что дело идет о новой небывалой ситуации. Я мог бы сослаться здесь на книгу Гюнтера Андре Человек на мосту, которая в форме дневника о поездке в Хиросиму дает глубокий анализ проблемы атомного века. [42]
К моему облегчению, сэр Лоуренс не только не стал возражать, но и прямо одобрил мое намерение продолжить работу с моделями. Ему была явно не по душе междуусобица в Кингз-колледже, тем более что из-за нее не кто-нибудь, а именно Лайнус Полинг грозил вот-вот открыть структуру еще одной важной молекулы. Сыграла свою роль и моя работа с вирусом табачной мозаики - у Брэгга создалось впечатление, будто я действую самостоятельно. Поэтому в этот вечер он мог лечь спать спокойно, не страдая из-за того, что развязал Крику руки для очередного пароксизма. А я бросился вниз по лестнице в мастерскую предупредить, что скоро принесу чертежи для моделей, которые потребуются не позже, чем через неделю. Вскоре после того, как я вернулся в наш кабинет, пришел Крик и сообщил, что вчерашний обед был на редкость удачен. Одил просто очарована молодым французом, которого привезла с собой моя сестра. [43]
Одним из методов, очень много давших при изучении молекул, и особенно молекулы ДНК, является метод построения пространственных моделей. Хотя представление о молекулах как вполне реальных пространственных объектах завоевало право на существование еще на рубеже XIX и XX веков благодаря работам ВантТоффа, пространственные модели стали входить в обиход лишь в середине нашего века, главным образом благодаря деятельности Лайнуса Полинга. [44]
Некоторые другие свойства полимера, например электропроводность или показатель преломления, изменяются в зависимости от температуры аналогичным образом. Удельная теплоемкость после достижения температуры перехода второго рода также возрастает, что свидетельствует о приобретении молекулами внутренней энергии. Лайнус Полинг предположил, что этот новый вид внутренней энергии является энергией вращения сегментов полимерной цепи. Это объяснение является общепринятым, так как оно дает ключ к пониманию других изменений механических и физических свойств полимеров. [45]