Глава 4. НЕКОТОРЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ СЕЛЕКТИВНОСТИ (ХИМИЧЕСКАЯ, РЕГИО- И СТЕРЕОСЕЛЕКТИВНОСТЬ)

Поскольку на протяжении всего нашего курса встречаются примеры селективности, представим здесь лишь некоторые из них.

1. Механизм действия фумаразы

Одна из стадий цикла лимонной кислоты (или цикла Кребса) состоит в превращении фумаровой кислоты в яблочную. Когда

(см. скан)

процесс проводят в тяжелой воде, единственным продуктом реакции является -малат в эритроконфигурации.

Этот опыт показывает, что присоединение воды осуществляется в <шяш-положениях и что, с другой стороны, это присоединение является энантиоспецифичным, т. е. фермент различает две стороны этиленовой связи. Электрофильное присоединение идет только с нижней стороны, тогда как нуклеофильная атака осуществляется только с верхней стороны.

Из этих стереохимических данных можно извлечь кое-какую информацию о строении активного центра фумаразы: положении положительных зарядов, стабилизирующих две карбоксильные группы, присутствии кислотной группы способной протонировать с нижней стороны, вероятном существовании основной группы способной депротонировать молекулу воды, атакующую субстрат с верхней стороны.

Литература.

(см. скан)

2. Как сделать зомби

Во время второй кругосветной экспедиции на корабле «Резо-люшн» капитан Кук открыл Новую Каледонию. 8 сентября 1774 г. на борт корабля была доставлена неизвестная рыба, полученная от канаков. Прежде чем передать эту рыбу коку, натуралист, участвовавший в экспедиции, сделал ее описание и рисунок.

Дальнейшее известно нам из судового журнала Кука. «К счастью для нас эти операции заняли так миого времени, что удалось приготовить лишь икру и печень. Г-н Форстер и я сам всего лишь попробовали блюдо. К трем-четырем часам утра нас охватила ужасная слабость во всех членах. Это сопровождалось притуплением чувствительности, как если бы мы приближали к огию замерзшие руки и ноги. У меня почти исчезло осязание. Я не различал тяжелые и легкие предметы, кружка с водой и перо казались одинаково тяжелыми. Нас обоих рвало, а затем выступил обильный пот. После этого мы почувствовали себя значительно лучше. К утру одна из свиней, которая съела внутренности этой рыбы, была мертва. В то же утро на борт корабля явились индейцы и, увидев рыбу, сразу же дали нам понять, что ее не следует есть. Они выразили на счет рыбы явное отвращение».

В этом отчете об экспедиции Форстер отмечал, что речь идет о рыбе подотряда Tetraodon по классификации Линнея, многие представители которого известны своей ядовитостью.

Японцы, тем не менее, любят полакомиться этой рыбой и

называют ее «фугу». Несмотря на тщательность, с которой ее чистят, отчасти из-за того, что считается, что внутренности придают блюду тонкий вкус, отравления рыбой фугу довольно часты. За период 1956-1958 гг. зафиксировано 745 отравлений, из которых 420 со смертельным исходом. Яд, вызывающий эти отравления, тетродотоксин, содержится также в организме некоторых саламандр (причем не только у взрослых особей, но и в яйцах и эмбрионах), в особенности рода Taricha.

В приведенной ниже таблице сравнивается токсичность некоторых ядов по данным, полученным на мышах:

(см. скан)

Столь высокая токсичность так поражает воображение, что Ян Флеминг использовал это в своей серни, посвященной Джеймсу Бонду. В романе «Из России с любовью» секретный агент лишился сознания в результате микроскопического ранения, нанесенного спрятанным ножом. В романе «Доктор Но» автор разъясняет, что лезвие ножа было отравлено тетродотоксином.

Известно, что потенциал действия нервных клеток определяется проницаемостью мембраны аксона для ионов натрия и калия. Тетродотоксин является высокоэффективным ядом, поскольку он закупоривает мембранные каналы, по которым перемещаются ионы натрия. В результате подавляется распространение импульса вдоль нейрона. То же самое происходит с возбудимыми мембранами мышечных волокон, что и вызывает паралич дыхания. К подавлению двигательных функций добавляется анестезия, уже описанная капитаном Куком.

Подобно яду кураре, тетродотоксин стал важным средством исследований в физиологии и нейрохимии. С его помощью было, например, установлено, что мембрана аксона содержит в среднем двадцать натриевых каналов на квадратный микрон.

Представляет интерес вопрос о биологической функции этого яда для тех рыб, которые его содержат. Они относятся к подотряду Tetraodon Sphoeroides: это название происходит от характерной

особенности их поведения. Когда на них нападают, они набирают много воды и раздуваются, принимая шарообразную форму. Это должно отпугивать нападающего или затруднять их поедание. Токсин, вероятно, способствует выживанию вида. Об этом пишет романист Джон Стейнбк, касаясь рыб вида Sphoeroides lobatus из Южной Калифорнии, которые известны там под названием «боутете».

«Боутете — рыба вялая, довольно медлительная, без оборонительного оружия. Она не очень-то умеет прятаться, спасаться или нападать... Стала ли она вырабатывать яд в качестве зашиты, вместо быстроты и хитрости? Или, быть может» будучи ядовитой и малопривлекательной, она смогла обойтись без быстроты и проворства. Человек, живущий в безопасности, быстро теряет способность защищаться и нападать. Боутете, которой не нужна ни сообразительность, ни умение защищаться, кроме как при встрече с человеком, желающим отравить свою кошку, погрязла в ничтожестве».

В начале 60-х годов Р. Б. Вудворт установил формулу тетродотоксина. Химики работали над этой задачей с 1910 г.! Речь идет о цвиттер-ионе, т. е. молекуле, в которой сосуществуют анионная и катионная группы. Эта тетрациклическая молекула представляет собой ортоэфир [соединение общей формулы с кислородной функциональной группой в форме алкого-лят-иона -Тетрациклический остов окружен пятью спиртовыми группами помимо уже упомянутого алкоголята.

Чтобы покончить с описанием одного из самых токсичных природных соединений, надо еще отметить его применение в народной фармакопее. Под названием «бокор» оно вошло в приемы культа Воду на Гаити.

Колдун готовит яд, смешивая многочисленные компоненты: остатки человеческих костей, фрагменты ящериц, тарантулов, жаб и т. п., но всегда добавляя части раздувающейся рыбы.

На Гаити быть превращенным в зомби — это кара для тех, кто нарушил законы тайного общества. Такие тайные общества типа сицилийской мафии обладают огромной властью в сельской местности. На Гаити они возникли из тайных организаций беглых рабов во времена Туссен-Лувертюра и восстания против французов.

Яд действует даже через кожу, проникая через малейшие ее повреждения и вызывая кажущуюся смерть несчастного. В этом и состоит самая таинственная часть зомбификации: жертву хоронят, а вечером в день погребения колдун освобождает ее из могилы. Будущий зомби полностью подавлен. Ему вводят еще одну смесь на основе некоторых местных растений семейства огуречных Datura stramonium, богатых алкалоидами ряда тропана, которая вызывает психотический бред.

В результате всего этого человек превращается в раба. Он теряет свою душу, верит, что утратил жизнь. Превращаясь в зомби, он отказывается от своей личности и самостоятельности. Сила местных колдунов основана на ужасе, который они внушают окружающим. На Гаити многие боятся такой участи. Известно об одной такой жертве. Клервиус Нарцисс «умер» в 1962 г. в больнице Альберта Швейцера в Дешапеле, что и было удостоверено свидетельством о смерти и погребении, но этот человек стал зомбн и в течение 18 последующих лет был рабом на сахарной плантации. Лишь после смерти хозяина Нарциссу и другим рабам удалось бежать.

Литература.

(см. скан)