Происходит такое самопроизвольное сворачивание потому, что в случае белковой молекулы структура с наименьшей энергией очень уж резко выделяется среди прочих; различие в энергии между этой структурой и ближайшей к ней столь велико, что всякая конкуренция со стороны прочих конформаций полностью исключается, несмотря на очень большое их количество. Иными словами, фильм из жизни молекул белков, а не просто полимеров, превратился бы, по существу, в «фильм одного актера».
Чтобы дополнительно проиллюстрировать эту ситуацию примером из практики нашей знакомой уборщицы, придется бросить ее на наведение порядка, скажем, в крытых теннисных кортах, где, помимо самих площадок, есть лишь несколько десятков крошечных кабин-раздевалок. Ясно, что подавляющую часть времени уборщица будет работать на площадках…
Нам осталось выяснить последний вопрос: как же все-таки получилось, что белки столь разительно отличаются от всех прочих полимеров?
Если помните, в начале главы мы позволили себе слегка позлословить насчет всякой белково-биохимической мистики. Возможно, читатель воспринял наше злословие несколько абстрактно: в конце концов, вся эта история с доктором Бауманом происходила очень давно, а с мистером Бакстером — очень далеко. Но вот совсем недавно, в 1971 году, да и не очень далеко, в Москве, издана книга, относящаяся к жанру так называемой научно-фантастической литературы. (Возможно, впрочем, что уточнение «так называемая» следовало бы в этом случае поставить перед «литература».) В одном из рассказов этой книги выведен некий академик, который… однако, лучше процитируем:
«— Сколько научно-исследовательских тем выполняет ваш коллектив?
— Одну.
— Какую?
— Синтез живого белка».
И далее:
«…— Более того, вам чертовски повезло! Живой белок уже синтезирован.
Я вскочил на ноги и схватил его тонкие руки».
Отметив не без удовлетворения, что фамилия академика — Брайнин — в справочниках АН СССР не значится, смело подчеркнем еще раз: выражение «живой белок» попросту бессмысленно, хотя в очень многих отношениях белковые молекулы совершенно не похожи на синтетические («неживые»?) полимеры.
Причина этого отличия обусловлена, как мы уже писали, двумя предыдущими этапами биологического кодирования: тем, что молекула белка образована вполне определенной последовательностью аминокислотных остатков; теперь мы можем добавить: последовательность эта подобрана таким образом, что обеспечивает возникновение системы внутримолекулярных взаимодействий, которые стабилизируют, цементируют некоторую избранную конформацию молекулы, или, что то же самое, резко понижают ее энергию по сравнению со всеми прочими конформациями. Можно сказать (и так действительно говорят), что третичной структуре молекулы белка соответствует единственный — глобальный — минимум внутримолекулярной энергии.
Итак, система внутримолекулярных взаимодействий определяется аминокислотной последовательностью молекулы. Факторы же, которыми, в свою очередь, определяется аминокислотная последовательность, мы уже знаем. И на основании этого знания утверждаем: здесь кончается компетенция физики. Блудные сыновья возвратились в лоно биологической проблематики. Ирония судьбы не имеет к этому внешне парадоксальному факту никакого отношения: всякая по-настоящему корректно поставленная физическая задача из области молекулярной биологии неминуемо должна нести неизгладимое клеймо «биологичности». Одним словом, как говорили в начале прошлого века ирландские бедняки, «единственное место в Ирландии, где можно сколотить капитал, — это Америка».
Глава 4. Хорошая профессия: конформатор
Еще при составлении общего плана книги у авторов возникли разнообразные сомнения по поводу этого заголовка. Перед мысленным взором возникают другие заголовки: «Жаргону — нет!», «О конформаторах, фиттингах и интерфейсах». И горько, горько сознавать авторам статей с такими заголовками, что в то время, как лучшая часть научной общественности самоотверженно борется за очищение научно-технического лексикона от плевелов — англицизмов, латинизмов и т. д., находятся отдельные отщепенцы, которые не только продолжают низкопоклонствовать перед иноязычной терминологией, но и пытаются расширить круг научных понятий за счет сомнительных нововведений, совершенно чуждых нашему великому языку.
Вот такого сорта совместное видение посетило нас в какой-то момент. Стыдливо спрятав глаза, мы принялись было соображать, чем бы заменить термин «конформатор», который, как нам только что казалось, вполне правильно отражает понятие «человек, занимающийся исследованием возможных конформаций молекулы». Не называть же его, в самом деле, начисто скомпрометированным словом «конформист»! Но с другой стороны, ни одна из десятков официальных научных специальностей, перечисленных, например, в длинном списке, опубликованном Высшей аттестационной комиссией, нам не подошла: сказалась извечная проблема «на стыке наук», жалобы на которую мы уже неоднократно приносили читателю. А уж если ВАК не в состоянии помочь… Короче говоря, мы собрали остатки профессионального мужества и очертя голову решили и далее употреблять как в литературной, так и в устной речи слово «конформатор».
В конце концов, любому патриоту своей профессии будет близким и понятным желание конформаторов каким-то образом самоутвердиться, постараться выделить свою специальность среди прочих. В особенности простительно это авторам научно-популярной книги, которые в силу стечения обстоятельств уже довольно давно превратились в профессиональных конформаторов. Что же до всяких там галлицизмов, засоряющих язык, то нам остается уповать на поддержку и солидарность Пушкина, отказавшегося в свое время описать наряд Евгения Онегина, ехидно заявив:
…Но «панталоны», «фрак», «жилет» —
Всех этих слов на русском нет,
А вижу я, винюсь пред вами,
Что уж и так мой бедный слог
Пестреть гораздо б меньше мог
Иноплеменными словами,
Хоть и заглядывал я встарь
В Академический словарь.
Гибкость белковой молекулы
Может показаться, что мы уделяем слишком уж большое внимание вопросам терминологии. В конце концов, не столь важно, как называется та или иная научная специализация и тем более профессия людей, работающих в этой области. Важно другое: в чем состоит их деятельность и какие результаты получены к настоящему времени?
Мы подошли к рассказу о том, как решается задача теоретического отыскания пространственной структуры белков и пептидов. Именно решается, то есть находится в стадии решения. Давайте наконец взглянем, что же удается рассчитать бравым конформаторам?
Формулировка, заметьте, несколько настораживающая. Как видно, не столь уж хорошо обстоят дела, если приходится рассчитывать то, что удается, вместо того, что хотелось бы. Как еще говорят, ищем не там, где потеряли, а там, где светло.
Ну что ж, есть, по-видимому, доля справедливости и в таком предположении. Действительно, хотелось бы конформаторам решать задачи гораздо большего масштаба, представляющие непосредственный интерес для выяснения животрепещущих молекулярно-биологических проблем, но это им пока не по зубам. Однако, подчеркнем еще раз, именно пока. Поскольку в будущем, мы твердо надеемся, эти задачи разрешить все же удастся. А путь в это (по-видимому, все же не очень отдаленное) будущее, путь к чтению третичной, пространственной структуры белковой молекулы по ее аминокислотной последовательности приходится нащупывать сейчас на самых разнообразных направлениях, рассматривая множество мелких, частных задач, решение которых несет нам — и то далеко не всегда — только очень малую крупицу полезных сведений о способе и механизмах, лежащих в основе самопроизвольной пространственной укладки молекул белков.
