Пути обмена веществ

 

Как правило, очищенные ферменты, сохраняемые при низких температурах, устойчивы в течение достаточно длительного времени. Изучающему кинетику ферментативных реакций достаточно прийти утром в лабораторию, вынуть из холодильника склянку с кристаллами или раствором фермента, смешать этот фермент с субстратом, а затем через определенные интервалы анализировать реакционную смесь, определяя, сколько прореагировало субстрата или сколько образовалось продукта реакции. Однако в живой клетке все обстоит далеко не так просто. В ней содержится множество различных ферментов, и продукт какой-нибудь одной ферментативной реакции часто является не самоцелью, а субстратом для второй реакции. Эти реакции протекают в клетке очень быстро, и всего за несколько секунд или минут молекулы исходного субстрата проходят через «руки» десятков самых разных ферментов, преобразившись при этом совершенно неузнаваемо. Молекулы глюкозы, например, поступая в клетку, быстро превращаются в целый ряд продуктов: частично — в аминокислоты, частично — в жирные кислоты, которые затем переходят в липиды, большая часть глюкозы окисляется до углекислоты. Любое из этих превращений совершается при участии многих ферментов, действующих последовательно один за другим. Весь процесс переработки глюкозы в тот или иной конечный продукт столь же упорядочен и эффективен, как и процесс производства на непрерывной поточной линии, на один конец которой поступают стальные листы, а с другого — выходят автомобили или стиральные машины.

 

На непрерывной поточной линии, где успешное проведение каждой последующей операции зависит от того, как шла предыдущая, небольшое отклонение от технологии или просто ошибка, совершенная в начале конвейера, приведет к тому, что с него сойдет не готовое изделие, а испорченный кусок металла.

 

 

 

Поэтому биохимик, который пытается проследить и понять конструкцию конвейера живой клетки, часто обнаруживает, что для выполнения этой задачи он пользовался столь грубым инструментом, что совершенно нарушил весь ход исследуемых процессов. И, тем не менее, если мы хотим когда-либо получить полное представление о том, как работает клетка, чрезвычайно важно знать пути, которые проходят молекулы субстрата от начала до конца их превращений в живой клетке.

 

 

 

Метод ингибиторов. Из множества сравнительно простых методов, применяемых для выяснения путей химических превращений разнообразных веществ в живой клетке или путей обмена веществ (метаболизма), мы опишем лишь два, многократно доказавших свою эффективность. Первый из этих методов основан на использовании вещества, которое специфически блокирует (то есть выводит из строя) какой-либо из нескольких последовательно действующих ферментов.