Сибирские огни, 1961, № 4

дование живых организмов могло бы, возможно, еще раньше натолкнуть челове­ ка на мысль об использовании пластмасс в качестве идеальных материалов с самыми разнообразными замечательными свойствами. Оказывается, природа в процессе развития живого мира отобрала в качестве основного «строительного' материала» своеобразные биологические «пластмассы», биологические полимеры. Об этих «строительных материалах» жизни пойдет далее речь. Б и ол о ги ч еск ая „ п л а с т м а с с а “ —б ел ок Уже во второй половине прошлого столетия стало очевидным, что в составе живых организмов исключительно важную роль играют белки. Ф. Энгельс в «Анти-Дюринге», характеризуя свойства жизни, писал: «Жизнь есть форма существования белковых тел». Это известное положение подтвердилось всем последующим развитием науки. В результате многочислен­ ных опытов было добыто большое количество важных сведений о свойствах белков. Выяснилось, что белки являются «строительным материалом» особого рода: белковые «блоки», из которых построен организм, несут не только опорные функции, но и выступают одновременно в качестве ферментов-ускорителей, ка­ тализаторов химических реакций. В результате этих реакций образуется энергия, создается большое количество веществ. Белковые «блоки» выполняют и механи­ ческую работу, обеспечивая, например, сокращение мышц. Белки — главные преобразователи химической энергии пищи в тепловую, механическую и электри­ ческую энергию. От чего же зависят эти универсальные свойства белков? Сейчас уже совершенно ясно, что многообразие свойств белковых молекул связано в первую очередь с их полимерной природой. Известно, что полимеры — это молекулы-гиганты, образованные в результа­ те соединения сотен или даже тысяч одинаковых простых молекул. Так, напри­ мер, при соединении нескольких тысяч молекул этилена (С9 Н 4 ) образуется по­ лиэтилен — распространенная ныне пластмасса, из которой изготовляют плащи, сумки, обувь и другие изделия. Если в полимерное соединение вступают два сорта простых молекул, то об­ разуется так называемый сополимер. Свойства сополимеров значительно разно­ образней, так как они могут сочетать качества каждого из исходных веществ в разных комбинациях, могут приобретать и совершенно новые свойства. Белки представляют собою сополимеры, построенные из относительно про­ стых молекул аминокислот, своего рода «кирпичей», которых насчитывается бо­ лее двадцати «сортов». Их количество в разных белках варьируется от 124, в небольших белковых молекулах (например, лизоцим-белок, находящийся в сле­ зах, убивающий бактерии), до 6 0 0—700 и более — в белках сыворотки крови, молока. Установлено, что аминокислоты выстроены в длинные цепи и скреплены прочными химическими связями. Последовательность расположения аминокислот в цепи и определяет свойства белка. Но количество возможных перестановок 20 элементов в цепи из 1000 выража­ ется астрономической цифрой — 101300. Достаточно переставить хотя бы один «кирпичик» в такой цепи, чтобы изменить белок. Порядком чередования амино­ кислот и объясняется существование огромного количества белков с разными свойствами. Отличаются одни белки от других у разных видов жцвотных, расте­ ний, микробов, вирусов; отличаются белки и в пределах одного организма — в составе разных органов, тканей, элементов клеток, в составе разных ферментов. Как тридцать две буквы нашего алфавита, составленные в слова и фразы, создают все многообразие и богатство русской речи, так и двадцать аминокислот в различных сочетаниях предоставляют возможности для бесконечного многооб­ разия белковых тел. Длинные цепи белковых молекул укладываются в клубки, создавая шаро­ видные структуры — глобулы или палочковидные — фибриллы. Между отдельными участками цепей замыкаются химические связи, кото­ рые придают жесткость таким структурам. Для каждого белка характерна своя причудливая укладка цепи в пространстве, определяемая последовательностью аминокислот. В последние годы с помощью рентгеноструктурного анализа удалось иссле­ довать порядок укладки цепи в некоторых белках и построить их модели (рис. 1 ). В процессе жизнедеятельности оиганизма белки распадаются и вместо них воссоздаются точно такие же новые. Как достигается замечательная точность че­ редования аминокислот в новых белковых молекулах? Можцо ли искусственно создать белок? Вопрос о синтезе белка давно уже волнует умы исследователей. Синтез белка имел бы не только огромное общетеоретическое, философское, но и практическое значение. Открылись бы возможности синтеза полимеров с необыкновенными