Как авторы понимают строение белков и роль в них алкалоидов

Как авторы понимают строение белков и роль в них алкалоидов

Белки, как известно, строятся из аминокислот и еще чего-то пока не известного науке. Аминокислота по существу представляет собой одновременно и кислоту и, щелочь. Кислотность аминокислоты определяется карбоксильной группой СООН, а щелочность — аминной группой NH2. Аминокислота, образно говоря, представляет собой амино-карбоксильный «гермафродит» (от древнегреческого Hermaphrodites — организм с признаками мужского и женского пола). Пептидная связь, указанная А. Я. Данилевским, является не чем иным, как соединением кислоты и щелочи, при которой идет реакция нейтрализации с образованием соли и воды. Соединившись между собой, две аминокислоты вновь образуют одну аминокислоту, которая также имеет кислотную карбоксильную группу и щелочную аминную группу. Таким образом, аминокислоты способны соединяться с большим числом других аминокислот, образуя сложные вещества, в том числе и белки.

Белки, таким образом, становятся похожими на аминокислоты, так как одновременно являются и щелочью, и кислотой. Их можно представить в виде клубка, смотанного из длинных нитей. Изучая строение белков, можно заметить, что белки бывают в среднем нейтральными, кислыми и щелочными.

Очевидно, кислотно-щелочной баланс белков определяется свойствами конечных элементов, которыми заканчиваются нити белковых структур. Действительно, если белки нейтрализованы, то есть амино-щелочная группа будет погашена какой-либо кислотой, то такие белки будут кислотными. Если же у белков будет нейтрализована карбоксильная группа, то белки ощелочатся. Ощелачивание белков обычно производится алкалоидами. Такая процедура как правило осуществляется в белках растительного происхождения.

В белках животного происхождения обычно происходит закисление их. Кроме того, при формировании белков из аминокислот принципиально важно направление формирования. Если формирование идет на аминной группе, то окончание белковой молекулы будет также на аминной группе. Если же формирование белков идет на карбоксильной группе, то окончание белковой молекулы будет также на карбоксильной группе. В первом случае белки будут слабощелочными, а во втором — слабокислыми. Если белки в первом случае нейтрализованы алкалоидами, то белки войдут в группу растительного происхождения. Нейтрализация белков кислотами во втором случае переводит их в группу белков животного происхождения.

Белки раковой опухоли, по нашему мнению, формируются на аминной группе и заканчиваются также аминной группой, начальная карбоксильная группа нейтрализована алкалоидами. Разложение белков на аминокислоты осуществляется многими способами, в том числе путем гидролиза с участием специфических ферментов. Например, желудочный сок (пепсин + соляная кислота) разрывает в молекуле белка пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотами (фенилаланином и тирозином), а трипсин разделяет пептидные связи диаминокислотами (аргинином и лизином). В первом случае образуются слабокислые аминокислоты, плохо растворимые в спирте, во втором случае образуются щелочные аминокислоты с pH ~ 7–10.

В клетках животной ткани содержится белков больше, чем в растительных клетках. Однако долгое время считалось, что белки животной ткани ничем не отличаются от белков растительных клеток. В действительности введение более точных аналитических методов позволило установить различие в химизме белков растительного и животного происхождения. В общем виде белковая молекула имеет многочисленные положительные и отрицательные заряды. Так что в щелочной среде белки являются анионами, а в кислой — катионами. Этим доказывается, что белки являются амфотерными, то есть кислыми или щелочными. Но для большинства белков животного происхождения изоэлектрическая точка находится в зоне слабокислых реакций (рН = 4–6). Это показывает, что у белков животного происхождения кислые группы преобладают над щелочными, и вся молекула белка является слабой кислотой.

Белки растительного происхождения имеют щелочную реакцию, и в электрическом поле белковые частицы передвигаются от анода к катоду. Таким образом, метод электрофореза позволяет, с одной стороны, разделить белки животного происхождения и белки растительного происхождения, а с другой стороны, разделить белки нормальной ткани и белки злокачественной опухоли. Действительно, так как белки нормальной ткани имеют кислую реакцию (рН = 4–6), а белки опухоли имеют щелочную реакцию, то при электрофорезе различие белков сразу будет обнаружено.

В науке знания о белках еще далеко не достаточны, чтобы их квалифицировать. Поэтому все белки принято делить на две основные группы: простые белки и сложные белки. Среди простых различаются:

• альбумины, содержащиеся в кровяной сыворотке, яичный альбумин, ферментальный альбумин и альбумин растений, который имеет щелочную реакцию;

• глобулины также имеют кислую и щелочную реакцию, если получены из семян растений;

• глютелины в основном содержатся в семенах злаков и имеют щелочную реакцию;

• протамины содержатся только в злаках и имеют слабощелочную реакцию, (электрическая точка находится в зоне слабокислой реакции (рН = 6,5) для глиадина, содержащегося в злаках пшеницы и ржи, и зеина, содержащегося в семенах кукурузы);

• белок гистоны (глобин) образуется при отщеплении гема от гемоглобина и имеет слабощелочную реакцию;

• потамины являются сильными щелочами, полученными из спермы рыб, и также находятся в белках сои (рН ~ 10–12);

• у потеиноидов почти нейтральная реакция (рН = 6,8), они содержат простые аминокислоты, в особенности гликокол (глицин);

• педставителями простых белков также являются фиброин шелка, коллаген (содержащийся в связках, костях и др. соединительных образованиях), кератин (белок волос, рогов, эпидермиса);

• к ложным белкам можно отнести нуклеопротеиды, хромопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды и фосфопротеиды.

В качестве нейтрализаторов белков, как уже отмечалось, используются либо щелочные вещества только с аминной группой, либо кислые вещества только с карбоксильной группой. К первой группе относятся алкалоиды, а ко второй группе — жирные кислоты. Поскольку нейтрализация белков относится к разряду наиглавнейших, обратим внимание на алкалоиды и на жирные кислоты с точки зрения нейтрализации белков раковых клеток. Опухоль пожирает нормальную ткань путем применения соответствующего активатора. Другими словами, опухолью производится расщепление белка нормальной ткани путем использования пептидгидролазы (это протеолетические ферменты, катализирующие гидролитические расщепления пептидных связей в белках и пептидах).

Если в качестве пептидгидролазы используется пепсин, трипсин и химотрипсин, то пепсин гидролизует пептидные связи, образованные остатками ароматических или дикарбоновых L-аминокислот, а трипсин и химотрипсин предпочтительно расщепляют пептидные связи, в которых участвуют карбоксильные группы L-аргинина или L-лизина. Папаин и другие катализируют расщепление не только пептидных, но и сложноэфирных связей. В некоторых микроорганизмах обнаружены так называемые D-пептидазы, гидролизирующие пептиды, образованные из D-аминокислот и не активные в отношении L-пептидов.

В опухолях содержится мощный активатор протеолиза и белки расщепляются пептидазой, протеазой и триптазой соответственно при pH = 3,9; 6,4 и 8,6. Максимальный протеолиз происходит при явно кислой реакции. В то же время белки опухоли состоят из таких аминокислот, как гистидин, тирозин, лизин, цистеин, аргинин, глицин, фенилаланин, валин, лейцин, триптофан и других с явно щелочными свойствами, или слабокислой реакцией. Для нейтрализации протеолитических ферментов опухоли пока нельзя сказать, какой надо использовать нейтрализатор, но ясно, что из тысячи алкалоидов ниже перечисленные алкалоиды и жирные кислоты наиболее предпочтительны.