Белковая природа - фермент
Cтраница 2
При использовании дрожжей и солода необходимо учитывать характерные избирательные свойства их ферментов, вытекающие из их белковой природы и заключающиеся в высокой каталитической активности, проявляющейся лишь при комнатной и близких к ней температурах. По этой же причине среда и температура играют важную роль в различных химических превращениях веществ, протекающих с их участием. При этом, с одной стороны, поскольку ферменты катализируют химические реакции, скорость последних возрастает с повышением температуры; с другой - вследствие белковой природы ферментов, повышение температуры приводит к разрушению белка и, как 1 результат этого, к уменьшению скорости реакций. Оптимальные температуры большинства биологических ферментов составляют 30 - 60 С. I Оптимальная температура действия ферментов не является строго I фиксированной величиной и зависит от кислотности среды, I длительности воздействия температур, концентрации воды и I примесей в ней. Так, например, в случае, когда влажность солода составляет несколько процентов, его можно прогревать до 100 С ь без опасности разрушения ферментов; процесс осахаривания проводят в воде при температурах 62 - 63 С, так как при более I высоких температурах происходит разрушение ферментов вслед-I ствие высокой концентрации воды. Ферменты спиртовых дрожжей разрушаются при температурах 45 - 50 С. Значительное влияние на действие ферментов оказывают примеси, имеющиеся в воде. Активность ферментов возрастает в присутствии ионов натрия, калия, меди и некоторых других и падает в присутствии ионов свинца, ртути, вольфрама. [16]
Лечебный эффект, например, L-аспарагиназы и Ь - глутамин ( аспа-рагин) азы при лейкозах, вероятнее всего, объясняется необратимым распадом как глутамина, так и аспарагина. Оказалось, что опухолевые клетки для своего роста и размножения нуждаются в аминокислотах из организма, поскольку сами лишены способности синтезировать амиды аминокислот, в то время как нормальные клетки наделены этой способностью. В частности, амидный азот глутамина оказался абсолютно необходимым и не заменимым другими аминокислотами источником атома азота минимум в 10 реакциях синтеза, например, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, соответственно ДНК и РНК, АТФ, ге-ксозаминов, гистидина и др. Таким образом, не лишена основания гипотеза, что любой фермент или агент, катализирующий необратимое расщепление незаменимого для опухолевой клетки пищевого фактора ( включая аминокислоты), может в принципе быть применен в энзимотерапии опухолей, если будут устранены ограничения, связанные с белковой природой фермента. В оценке эффективности ферментов в экспериментальной и клинической онкологии имеется немало противоречий и очень много пробелов. Положительные результаты, отмеченные в ряде случаев, вселяют надежду, что приготовление стандартных ферментных препаратов ( включая создание иммобилизованных форм) в промышленных масштабах и их разумное применение в клинике, организованное на строгой научной основе, несомненно дадут в руки врачей еще одно ценное оружие в борьбе с опухолевыми заболеваниями человека. [17]
НОРТАМБЕРЛЕНД-ДАРЕМ ( Northumberland-Durham), угольный басе, в Великобритании, у побережья Сев. Угленосны отложения верх, карбона. НОРТРОП ( Northrop) Джон Хауард ( 1891 - 1987), амер. Доказал белковую природу ферментов ( 1937, независимо от Дж. Впервые выделил в кристаллич. [18]
Было сделано еще одно открытие, которое явилось не менее обескураживающим, чем получение кристаллических ферментов. Дело в том, что в кристаллических ферментах не было обнаружено никаких следов специальных активных группировок, т.е. коферментов или простетических групп. Из доказательства белковой природы ферментов и факта существования ферментов, для проявления активности которых совсем не обязательно присутствие специальных активных группировок, следовало, что разгадку специфических биокаталити - ческих свойств ферментов следует искать в самой их структуре, в структуре белковой молекулы. [19]
В настоящее время общепринято, что ферменты являются белками. Финский биохимик А. И. Виртанен выдвинул обратное положение, что белки представляют собой ферменты. Если это второе положение нужно рассматривать как преувеличение, то первое справедливо без исключений, хотя, правда, каталитической активностью могут обладать и фрагменты белковой молекулы. Первое доказательство белковой природы ферментов было получено в 1926 г., когда фермент уреазу выделили в виде чистого кристаллического препарата и установили, что этот фермент является белком глобулином. [20]
 |
Кристаллы химотрипсина быка. [21] |
Самнер обнаружил, что кристаллы уреазы целиком состоят из белка. Поэтому он высказал предположение, что все ферменты представляют собой белки, однако против этой точки зрения активно возражал известный, пользовавшийся большим авторитетом немецкий биохимик Рихард Вилыптеттер, который отстаивал мнение о том, что ферменты являются низкомолекулярными соединениями, а обнаруженный в кристаллах уреазы белок-это просто загрязнение. И только в 30 - е годы, после того как Джон Нортроп и его сотрудники получили в кристаллическом виде пепсин и трипсин и установили, что эти ферменты тоже представляют собой белки, точка зрения о белковой природе ферментов получила всеобщее признание. [22]
Вильштеттером и его сотрудниками было разработано много методов экстрагирования и первичной очистки экстрагируемого материала. Эти методы были основаны на определенных представлениях о природе ферментов, которые у Вильштеттера эволюционировали. Однако он постоянно считал, что в состав ферментных препаратов входят коллоидные компоненты, а также компоненты, каким-то образом коррелирующие по свойствам и, возможно, природе с веществами-субстратами. Но в начале исследований для Вильштеттера было характерно лишь скептическое отношение к утверждениям о белковой природе ферментов, для которых, как он считал, хотя и было много оснований, но не меньше и свидетельств против них. [23]
Интересно отметить, что эти работы, так же как и первые попытки исследовать свойство индивидуальных ферментных препаратов, были встречены критикой ряда видных биохимиков. При этом снова было выдвинуто возражение, что нарушение целостности живой клетки настолько нарушает условия ее жизнедеятельности, что ни о какой правильной интерпретации полученных результатов не может быть и речи. Предполагалось, что это лишь кристаллы белка, на которых адсорбированы низкомолекулярные активные ферменты, природа которых еще не известна. Однако после того, как Норт-роп привел убедительные доказательства, что именно выделенные им белковые препараты обладают ферментативной активностью, была признана белковая природа ферментов. Все выделенные с тех пор ферменты оказались белками. [24]
Варбурга с геминовыми моделями, были важны не как прямое методическое указание на возможное решение проблемы, но как методологические поиски, разработка новых подходов и принципов. Дело заключалось в том, что на этом этапе развития биохимии стало очевидным, что разработка проблем биока-талиэа методологически должна решаться иначе, чем разработка проблем химического катализа. Биокатализ так же как биокатали - заторы, не требовал экстремальных условий, а осуществлялся в узком интервале температур и давлений. Необычна была и сама природа биокаталиэаторов, вопрос о которой еще не был окончательно решен. Вполне возможно, что все заключения о роли низкомолекулярных соединений, чисто органических или включающих в свой состав металлы, окажутся не столь прямолинейны. Ответ на это был дан уже через 10 лет, когда окончательно был решен вопрос о белковой природе ферментов. [25]
Страницы: 1 2