Индукция ферментов в норме и патологии - Крицман М.Г.
Скачать (прямая ссылка):
значительного усовершенствования методических приемов стало появляться
все больше и больше экспериментальных данных, показывающих, что
биополимеры, в частности белковые молекулы, выполняющие одну и ту же
биологическую функцию, по своему составу и строению отдельных звеньев
далеко неоднородны. Химический закон постоянства состава и строения, по-
видимому, из-за многочисленности звеньев и возможности разнообразных
взаимодействий между отдельными группами атомов внутри молекул не может
быть распространен полностью не только на искусственные полимеры, по еще
в большей степени на естественные.
В ферментах и белковых гормонах, очистка и разделение которых
осуществляются под контролем специфической каталитической или
гормональной активности, была обнаружена гетерогенность их молекул. Почти
все ферменты представлены в организме в виде изоэнзимов, отличающихся
между собой рядом свойств, в том числе химическим строением при
однотипной функции. Согласно данным Morino, Kogamitaka, Wada (1964),
тирозин-аминотрансферазы S- и Л4-формы, выполняя одну и ту же функцию,
различаются физическими свойствами и химическим строением, осуществляя
ферментативный катализ одной и той же реакции. В связи с этим допущение о
том, что в биополимерах все молекулы специфического белка имеют
одинаковый состав, не подтверждается экспериментальными данными.
Копформационные различия полимеров, молекулы которых состоят из одних и
тех же звеньев, расположенных в одинаковой последовательности, по-
видимому, создают и при этих условиях разнообразие в проявлении их
активности. Возможно, чго имеются довольно большие градации в этом
отношении, поскольку коиформацпопные различия сочетаются с различиями в
пространственных взаимоотно-
249
шениях отдельных участков активного центра фермента, так что некоторые из
них не способны функционировать как катализаторы. Поэтому не вся масса
молекул данного белка-фермента способна осуществлять каталитическую
функцию во все отрезки времени с равной интенсивностью.
Факторы, меняющие конформацию белковых молекул фермента, могут тем самым
менять число молекул, принимающих участие в осуществлении каталитической
функции данным белком, что может проявляться внешне активацией или
ингибированием активности фермента.
Важно остановиться несколько подробнее на характеристике свойства
полимеров, поскольку это может способствовать выявлению связи между
особенностями их строения, конформационными изменениями и проявлению
биологической функции.
Одним из важных свойств полимеров, в частности наиболее изученного из них
- каучука, является эластичность, т. е. способность обратимо изменять
длину молекул. В основе этого свойства лежит поворотная изомерия. Длина
полимера зависит не только от числа звеньев, входящих в его состав, но и
от их расположения по отношению друг к другу. В случае, если все звенья
располагаются в тран-соидпой форме, т. е. так, что угол между главными
заместителями соседних углеродных атомов равен 180°, длина полимера
наибольшая.
При приложении силы длина полимера может меняться таким образом, что
после снятия силы она возвращается к исходной величине. Это явление
обратного сокращения, характерное для эластических веществ, обусловлено
тепловым движением молекул, а не силами межмолекулярного притяжения. В
нерастянутом состоянии молекулы каучука имеют различные формы,
преимущественно беспорядочные, клубкообразные. При приложении силы
молекулы каучука растягиваются, при ее снятии молекулы в результате
теплового движения вновь беспорядочно свертываются. Для проявления
упругости необходимо, чтобы молекулы обладали определенными свойствами.
Они должны быть гибкими, т. е. легко принимать различные конформации в
результате вращения атомов вокруг простых связей во всех звеньях цепи.
Кроме того, необходимо, чтобы межмо-лекуляркое взаимодействие не было бы
настолько мало, чтобы при приложении силы звенья полимера обрывались, и
настолько велико, чтобы не создавалось препятствия
250
скольжению молекул и ориентировке под действием приложения силы.
Присутствие в молекуле полярных групп, сильно увеличивающих
взаимодействие между одинаковыми молекулами, приводит к уменьшению
упругости растяжения полимера. Кроме межмолекулярных отношений, для
свойств полимеров имеет значение стереоизомерия. Полимеры, имеющие
асимметрический атом углерода, делятся на несколько типов полимеров,
состоящих из одних и тех же звеньев, но различающихся типом чередования
стереоизомерных форм. Стереорегулярные полимеры отличаются от обычных
неупорядоченных полимеров температурами плавления и механическими
свойствами. Интересно, что стереоизомеры синтетических полимеров состоят
из равного количества молекул, построенных сплошь из L- и сплошь из П-
изомеров. В природных стереоизомерах все молекулы состоят только из
одного типа антипода.
В искусственных полимерах, в которых асимметрический атом образуется в
процессе полимеризации, могут также возникать изомеры. Полимер может
