Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
няется до тех пор, пока не вступит в реакцию соответствующий катализатор. Кроме того, создается впечатление, что стабильность макроэргической связи возрастает, если фосфорильный радикал присоединяется к органическому остатку.
Опарин. Я хотел бы спросить д-ра Липмана, насколько правильно я понял, как он представляет себе этапы эволюции системы переноса электронов. Митохондрии высших организмов — это совершенные приспособления для получения энергии в виде фосфорных производных. Но у аэробных бактерий, как справедливо указал д-р Липман, митохондрии отсутствуют и перенос энергии осуществляется в липопротеидной мембране. Это, на мой взгляд, более простая стадия развития энергетического обмена, но еще не самая примитивная. У анаэробных микроорганизмов энергетический обмен вообще не связан с какой бы то ни было структурой, а идет просто в растворе.
Однако даже облигатные анаэробы иногда потребляют кислород. Конечно, это не оказывает положительного эффекта, а, напротив, приводит к гибели организмов. Такие анаэробы содержат флавиновые ферменты, участвующие в процессе потребления кислорода и проявляющие активность в хорошо отцентрифуги-рованных растворах. Обычно эти ферменты переносят водород на органический акцептор, например на пировиноградную кислоту. Но они могут участвовать и в переносе водорода на кислород, что, как указывалось, гибельно для жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов. Для того чтобы этот процесс не оказывал летального действия, он должен быть включен в систему, связанную с мембраной. Таким образом, здесь мы видим пример существования процесса, который мог бы функционировать, но не используется из-за отсутствия цепи переноса электронов.
Липман. Замечание д-ра Опарина касается того, что я бы назвал стадией примитивного анаэробного обмена, из которого, как он указал, развивается более сложный дыхательный обмен. Следовательно, дыхание не является необходимым, хотя оно и способствует более эффективному использованию пищи; но анаэробные организмы могут расти так же хорошо, как и аэробные.
Г россенбахер. Есть ли непосредственная связь между образованием простых белков и образованием мембран при возникновении жизнедеятельных структур? Если это так, то тогда можно предположить, что мембраны участвуют в развитии более эффективных энергетических механизмов.
Липман. Ваше предположение совпадает с моим.
Гроссенбахер. Можно ли считать, что образование примитивных белков играет роль в возникновении первичных клеточных стенок?
Л и п м а н. Я просто не знаю. Для меня это был пример белков или специфических полипептидов, синтезирующихся без участия матрицы. Вероятно, таким же образом могут синтезироваться антибиотики полипептидной структуры, так как они связаны с клеточной стенкой. Насколько я могу судить, этот синтез представляет собой наилучший пример образования полипептидной цепи без. матрицы, т. е. без участия системы передачи информации.
Б у х а н а н. Не думаете ли вы, что образование таких полипептидов происходит просто потому, что это химически вероятно? Одна молекула реагирует с другой, присоединяя ее, и при этом никакой информации в виде матрицы не требуется.
М и р с к и й. На этот вопрос трудно ответить.
Липман. При примитивном переносе информации через-последовательность специфических ферментов полипептиды, по-видимому, образуются за счет энергии концевого фосфата АТФ. Такой процесс вообще представляет собой примитивную стадию переноса энергии.
Шутка. Возникает вопрос, не может ли какая-нибудь иная богатая энергией связь обеспечивать свободной энергией некоторые процессы. Д-р Липман уже рассматривал такую возможность. Но я хотел бы предложить (не знаю, есть ли исследования на эту тему) в качестве другого источника богатой энергией связи поли-ванадат, по некоторым свойствам сходный с полифосфатом. Я хотел бы спросить, использовал ли кто-нибудь поливанадат вместо полифосфата?
Липман. Я сомневаюсь в возможности замены фосфата ванадатом. Неясно почему, но во всех известных нам случаях замена элемента более тяжелым элементом той же группы ведет к образованию соединения, чрезвычайно нестойкого в воде. Это хорошо видно на примере арсената; он способен заменять фосфат во многих ферментативных реакциях, но образующиеся при этом соединения легко гидролизуются, что прерывает процесс и приводит к утечке энергии. Аналогичная закономерность была обнаружена Бандурским и сотр. [Wilson L. G., BandurskiR. S., J. Biol. Chem., 233, 975 (1958)] для хромата, молибдата и воль-фрамата, участвующих в ферментативных реакциях, в которых происходит взаимодействие с сульфатом. Как и в предыдущем случае, хромат, молибдат и вольфрамат могут участвовать в реакциях активации, но это приводит к лабилизации богатой энергией сульфатной связи и к потере энергии. Я не знаю, исследовался ли вана-дат, но думаю, что и он образует с органическим остатком лабильное соединение.
Пир и. Основное препятствие к использованию ванадия состоит-в том, что это редкий элемент, и любой организм, нуждающийся.
