Совсем недавно профессору С. Е. Бреслеру удалось сделать важное открытие.
Он впервые в истории науки сумел не только разбить белковую молекулу, но и из получившихся осколков снова ее составить.
Великий физиолог И. П. Павлов говорил, что ферменты должны работать в обе стороны: не только расщеплять белковую молекулу, но и воссоздавать ее.
Все дело в условиях, в каких происходит реакция, а большинство химических реакций обратимо.
Если мы возьмем, например, поваренную соль и смешаем ее с серной кислотой, то между ними произойдет реакция. Натрий вытеснит водород из кислоты и получится сернонатриевая соль, а водород соединится с хлором и даст хлористый водород. Образование этих-веществ не будет идти до полного израсходования серной кислоты и поваренной соли. Через какой-то промежуток времени после начала реакции дальнейшее образование сернонатриевой соли и хлористого водорода прекратится. Наступит равновесие. Но достаточно удалить некоторое количество одного из получившихся веществ, и опять начнется образование хлористого водорода и сернонатриевой соли.
Если же, наоборот, добавить сернонатриевую соль, то реакция пойдет обратно. Из сернонатриевой соли и хлористого водорода начнут образовываться поваренная соль и серная кислота. Вот этой-то обратимостью химических реакций и решил воспользоваться Бреслер.
Своим союзником он выбрал высокое давление. Была изготовлена, бомба — стальной сосуд с толстыми стенками и поршнем, который входил внутрь бомбы, сжимая ее содержимое. В такой бомбе можно получить давление в 5000 атмосфер.
Бреслер взял 10 кубических сантиметров белкового вещества желатина. Это была клейкая жидкость, застывшая в студень при охлаждении.
К раствору желатина добавили несколько миллиграммов фермента трипсина и оставили в покое при 37 градусах. Спустя несколько часов желатиновый раствор стал похож на воду: не было в нем ни клейкости, ни вязкости. Фермент расщепил молекулу желатина на составные части. Получившуюся жидкость налили в стеклянную ампулу с открытым носиком и поставили в бомбу. В бомбе подняли давление до 5000 атмосфер и поддерживали его в течение 18 часов. Затем бомбу открыли и ампулу вынули.
В ампуле был обнаружен белок.
Сделали анализ. Выяснилось, что и фермент не разрушился. Реакция оказалась обратимой.
Опыт повторили несколько раз, и каждый раз происходили те же самые превращения. Сначала фермент трипсин дробил молекулы желатина на отдельные осколки, состоявшие из нескольких аминокислот, а затем под высоким давлением эти осколки снова складывались в молекулу белка.
Чтобы окончательно убедиться в том, что из осколков белковой молекулы снова можно получить белок, делали опыты и с другими веществами.
Взяли яичный альбумин. Он тоже, как и желатин, хорошо растворим в воде.
Раствор альбумина в воде нагревали в ампуле до 100 градусов в течение нескольких минут, и к нему добавили немного трипсина. Фермент разложил молекулы альбумина.
Ампулу поставили в бомбу и повысили давление до 5000 атмосфер; спустя 6—8 часов достали ее и обнаружили в ней снова присутствие белка.
Эта блестящая работа советского ученого заложила новую ступень, в изучении вещества поразительной сложности. Впервые в истории науки химик подобно часовщику сумел не только разобрать часы на отдельные колесики, но и из этих невидимых колесиков снова собрать и составить часы — белковую молекулу.
Помощником Бреслера было высокое давление, но это только временный помощник. Дальнейшие исследования несомненно приведут к тому, что и высокое давление окажется ненужным — с помощью каких-либо других видов энергии и ферментов советские ученые научатся строить белковые молекулы сначала из готовых аминокислот, а потом и из угля, воздуха и воды.
Эта задача по плечу современной советской науке.