Чи важко синтезувати білок
Чи важко синтезувати білок?
Серед математиків у ході жарт: "За роботи в галузі теорії чисел слід присуджувати не вчені ступені, а звання майстра спорту". Натякається тим самим, що теорія чисел – лише рід головоломок, майже непотрібних у додатках. Напевно, це все ж таки не зовсім так; я згадав про цей жарт, звичайно, не для того, щоб образити небагатьох моїх читачів – фахівців з теорії чисел.
Тут напрошується певна аналогія з історії хімії білка. Протягом десятиліть вважалося, що хімічний синтез білка означав би гігантський крок по дорозі пізнання таємниць природи, відкриття нових небачених можливостей управління її силами, фантастичні перспективи для медицини, сільського господарства, багатьох галузей промисловості. Більше того, виконання такого синтезу уявлялося небувалим тріумфом людського розуму, зухвалим викликом Натурі-або, якщо завгодно, Богові.
У п'ятдесятих роках було встановлено структуру кількох біологічно активних пептидів, та був здійснено та його синтез. Потім вдалося визначити амінокислотну послідовність низки білків; стало ясно, що синтез білка - питання часу, причому не дуже тривалого. На початку шістдесятих років виразно відчувався елемент спортивного азарту. Згадую розмову двох хіміків, свідком якого мені довелося бути тоді:
- Ти чув? Японці вже вміють синтезувати білок!
- Неймовірно! Як їм це вдалося?
- Вдалося. З допомогою мікроорганізмів.
– А-а. Тільки чому ж японці? У нас теж уміють – за допомогою корови.
Але нарешті перший білок синтезований. Після інсуліном утворюється синтетична рибонуклеаза, ще кілька білків. І якось раптом після певного сенсу запланованого вибуху ейфорії настаєпротверезіння. Дозвольте, а навіщо це ми синтезуємо ці білки? Чого ми досягли? Показали, що синтетичні білки мають таку ж біологічну активність, що й природні? То як їй не бути, якщо у них збігається структура? Говорити ж про отримання синтетичним шляхом білків для будь-яких практичних цілей зовсім безглуздо. Вартість тих нікчемних кількостей синтетичного білка, які були отримані в результаті багаторічної праці найдосвідченіших хіміків, не зрівняється з вартістю ніякого найдорожчого діаманту, якщо перерахувати на вагу. І зрозуміло при цьому, що суттєво спростити процедуру синтезу не вдається.
Тобто буквально таких промов чути не було, але інтерес до проблеми хімічного синтезу білка став загасати якось сам собою, і ось уже багато років ніхто, здається, в цій галузі не працює. З позицій сьогоднішнього дня отримання синтетичного білка багатьом уявляється справді чимось на зразок спортивного досягнення – досягнення знаменного, яке супроводжувалося напруженою боротьбою до останніх метрів фінішною прямою, але не залишило принципового сліду в сучасній біологічній науці.
У цьому випадку, як і жартома про теорію чисел, є певний перегин; відзначимо хоча б очевидна обставина, що зусилля, створені задля синтез білка, значним чином просунулися вперед самі методи білкової хімії, грають нині настільки значну роль біологічних дослідженнях. Але, безперечно, очікували від цього, як тоді вважалося, епохального звершення, набагато більше.
Тим часом потреби у отриманні різних білків зростають постійно. Взяти хоча б той самий інсулін. З причин поки що не цілком зрозумілим діабет стає все більш поширеною хворобою; за кількістю смертельних наслідків він займає зараз третємісце після серцево-судинних захворювань та раку. Як згадувалося, єдина надія хворих на діабет – інсулін, а єдине реально доступне його джерело – підшлункові залози свійських тварин, одержувані на бійнях. Розрахунок показує, що при збереженні нинішніх тенденцій поширення діабету, зростання народонаселення та розвитку тваринництва до початку майбутнього століття просто не вистачатиме матеріалу для виробництва інсуліну таким шляхом у кількостях, які змогли б задовольнити потреби всіх хворих.
До того ж інсулін, скажімо, свині чи корови дещо відрізняється за амінокислотною послідовністю від інсуліну людини; для отримання однакового ефекту (зниження вмісту глюкози у крові) вони потрібні у більших кількостях, ніж людський інсулін. А в деяких хворих, насамперед у дітей, інсулін свійських тварин викликає небезпечні алергічні явища. Словом, вкрай потрібний чистий людський інсулін у великій кількості.
І знову інсулін виявляється лідером, «першим білком» – цього разу першим білком, промислове отримання якого розпочато методами генетичної інженерії. фірма «Елі Ліллі» 1982 року випустила ринку першу партію «генноинженерного» людського інсуліну; препарат до цього успішно пройшов усі випробування та був дозволений для використання.