Статья: Слабые взаимодействия – сильные воздействия
Складывается впечатление, что выбранные пути непригодны для решения этой проблемы. Вероятно, нужны принципиально новые идеи для того, чтобы произошел прорыв в данной области. Впрочем, одна такая идея существует и уже давно, хотя до настоящего времени ее не признает большинство компетентных физиков и биологов. В чем же она состоит?
Около 30 лет назад у нас в стране Л.Б. Меклер и Р.Г. Идлис предложили механизм фолдинга, который основан на чисто формальном постулате. Он состоит в том, что в формирующемся предшественнике белка пространственно сближаются пары аминокислотных остатков, которые в нуклеиновых кислотах кодируются кодоном и соответствующим антикодоном. Сразу заметим, что для этой идеи нет не только научного обоснования, но в ней полностью отсутствует и какой-либо учет физических взаимодействий (т.е. идея, которую вполне можно отнести к разряду сумасшедших). Однако авторы учитывают и однонаправленность синтеза, и то, что вначале образуется предшественник, а не сам белок. В процессе такого ко-трансляционного фолдинга каждый новый присоединенный аминокислотный остаток сопоставляется с введенными ранее, и если в соответствии с постулатом он находит себе партнера, то располагается рядом с ним, образуя некие необъясненные связи.
Вместе с квалифицированными специалистами-структурщиками в начале 1990-х гг. мне довелось участвовать в проверке работоспособности этого механизма, и, что удивительно, попытки построения нескольких десятков структур каждый раз приводили к точному результату. Более того, однажды была взята аминокислотная последовательность, в которой, как оказалось позднее, всего лишь один остаток ошибочно не соответствовал правильному. В этом случае должной структуры не получилось, но после исправления ошибки все стало на свое место.
Вскоре авторы переехали в Израиль, где было намечено создать компьютерную программу, воспроизводящую их процесс фолдинга. Однако из-за кончины Л.Б. Меклера и отсутствия соответствующего финансирования эта работа приостановилась. А жаль!
Пространственные структуры некоторых белков, полученные по правилам Меклера и опубликованные на обложке журнала «Природа» в 1993 году
Подведем итог. На сегодняшний день мы немало знаем о слабых взаимодействиях в белках, но эти знания не помогли нам раскрыть тайну фолдинга (возможно, существуют такие типы взаимодействий, которые пока еще не выявлены). И хотя существует успешно применяемый теоретический метод, но в нем отсутствует понимание природы возникновения взаимодействий, а оно, разумеется, должно быть. Наверное, истина, как всегда, находится где-то посередине, и современные высокие технологии должны ее выявить.
Может быть, понадобятся и новые идеи (включая сумасшедшие). Но в любом случае без высоких технологий не обойтись, как бы дорого они ни стоили. Например, затраты на создание компьютерной программы для изучения любого белка на основе механизма Меклера–Идлис оцениваются примерно в 100 тыс. долл., но разве это много по сравнению с затратами на выявление структуры всего лишь одного белка методом РСА? И как было бы замечательно, если бы успешное решение застарелой проблемы осуществилось в нашей стране.
Список литературы
1. Замятнин А.А. Блистающий мир белков и пептидов / Биология. 2002. № 25–26. С. 8–13.
2. Замятнин А.А. Протеомика / Биология. 2005. № 14. С. 2–11.
3. Меклер Л.Б., Идлис Р.Г. Общий стереохимический генетический код – путь к биотехнологии и универсальной медицине XXI в. уже сегодня. Коммент. В.Т. Иванова, Д.Г. Кнорре, М.А. Мокульского, А.А. Замятнина /Природа. 1993. № 5. С. 28–70.