Що таке ферменти?
У попередній статті ми розглянули деякі питання життєдіяльності. живої клітини. Велику роль при цьому відіграють ферменти. Вивчаючи ферменти, стали прояснятися механізми, за допомогою яких клітина "виготовляє" білки. Це дуже важливе та цікаве питання. Створюючи ферменти, ми зможемо перекроювати біологічні системи за своїм бажанням, наприклад, змінювати типи тварин та рослин.
Розглянемо, наприклад, основну реакцію перетворення глюкози, яку "спалює" організм:
Складний ланцюг хімічних реакцій призводить до появи в клітинах фосфорних ефірів, багатих енергією, і передачі залишків фосфорної кислоти на особливу сполуку - АТФ. Це з'єднання дозволяє, у свою чергу, донести енергію, що утворилася, до споживача – серця, нервових клітин, м'язів.
Зауважте, кожен хімічний процес тут здійснюється лише одним ферментом. Фермент "X", наприклад, діє на речовину "А", перетворюючи її на "В", а фермент "У" перетворює "Б" на "Г" і т. д. Поки не з'явилася речовина "Б" - фермент "У" не діє. В результаті ніколи не виникає плутанини чи непотрібних реакцій: весь процес стає суворо координованим. Звичайно, потрібно мати на увазі, що організація клітинних хімічних процесів здійснюється й іншими шляхами, а не лише за рахунок специфічності ферментів.
Ось як пояснюється сьогодні механізм однієї з тяжких хвороб – цукрового діабету. У нашому організмі виробляється фермент гексакіназу. Цей фермент і здійснює найпершу реакцію енергетичного обміну – приєднує до глюкози фосфорну кислоту. Але сам фермент потребує присутності іншого білка - інсуліну (гормону), без якого він не може реагувати з іншими речовинами.
У деяких людей цей гормон раптом починає вироблятися дуже мало. Негайно сповільнюється або повністю припиняється дія всього конвеєра ферментативних реакцій. Глюкоза не може в таких умовах реагувати з ферментом, вона накопичується в організмі та затоплює його. Пального багато, а енергії немає. Людина починає відчувати голод, вона багато їсть (нервові прилади сигналізують про енергетичний голод). Глюкоза надходить із їжею, дедалі більше переповнюючи кров. Щоб вивести тепер зайву глюкозу, потрібно багато води; розвивається сильна спрага. Якщо хворого не лікувати, він вмирає. Але достатньо ввести хворому під шкіру розчин інсуліну, як фермент гексокіназу починає працювати, і весь ланцюг реакцій стає на місце.
Навчитися впливати на ферменти – загальмовувати чи прискорити їхню дію, – ось про що мріють сьогодні вчені. Можна, наприклад, синтезувати речовини, які ферменти сприймають як природні замінники. Щоправда, ці речовини одночасно псують ферменти.
Ви запитаєте, яка користь псувати систему? Дивлячись якусь систему. Ми вже навчилися псувати ферменти деяких хвороботворних мікробів, не впливаючи на ферменти хворого. Це означає, що вчені, які вивчають рак, шукають відмінності у ферментах здорової тканини та пухлини. Якби вдалося знайти істотні відмінності, можна було б виробити відповідну отруту або хибний замінник, який знищує дію цих ферментів, а отже, і саму пухлину.
