Главная > Химия > Основы биохимии, Т.1.
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

9.1. История биохимии - это в значительной мере история исследования ферментов

Первые указания на то, что в биологических системах происходят какие-то каталитические процессы, были получены в начале XIX в. при изучении переваривания мяса под действием желудочного сока и превращения крахмала в сахар под действием слюны и различных экстрактов из тканей растений. Вслед за этим были зарегистрированы и другие случаи биологического катализа, который теперь называется ферментативным. В 50-х годах прошлого века Луи Пастер пришел к выводу, что сбраживание дрожжами сахара в спирт катализируется «ферментами». Он считал, что эти ферменты (впоследствии для их обозначения был введен еще один термин - энзимы, что в переводе означает «в дрожжах») неотделимы от структуры живой клетки дрожжей. Эта точка зрения господствовала в науке в течение длительного времени. Поэтому важной вехой в истории биохимии стало открытие, которое сделал в 1897 г. Эдвард Бухнер; ему удалось экстрагировать из дрожжевых клеток в водный раствор набор ферментов, катализирующих расщепление сахара до спирта в процессе брожения. Тем самым было доказано, что столь важные ферменты, катализирующие один из основных метаболических путей, приводящих к высвобождению энергии, сохраняют способность функционировать и после выделения их из живых клеток. Это открытие вдохновило биохимиков на новые поиски, направленные на выделение разнообразных ферментов и изучение их каталитических свойств.

В начале XX в. Эмиль Фишер провел первые систематические исследования по изучению специфичности ферментов. Тогда же начали появляться работы, посвященные кинетике ферментативных реакций, и были сформулированы теории действия ферментов. Но лишь в 1926 г. впервые был получен очищенный фермент в кристаллическом виде. Это была уреаза, которую выделил из семян канавалии сотрудник Корнеллского университета Джеймс Самнер. 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 Вильштеттер, 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. Вслед за этим наступил период активного изучения ферментов, катализирующих различные реакции клеточного метаболизма. К настоящему времени идентифицировано около 2000 различных ферментов, каждый из которых катализирует какую-то одну определенную химическую реакцию. Сотни ферментов получены в чистом кристаллическом виде (рис. 9-1).

Рис. 9-1. Кристаллы хнмотрипсина быка.

Но даже в наши дни многие вопросы, касающиеся ферментов, еще не получили полного ответа. Почему именно белки играют роль катализаторов в клетках? Почему молекулы ферментов намного крупнее молекул субстратов, на которые они действуют? Каким образом аминокислоты, сами по себе не способные ускорять химические реакции, после соединения в специфические последовательности создают столь мощные каталитические системы? Как регулируется действие ферментов?

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление