Ходячие активные
Что наша жизнь? - Катализ!
Как бы вы среагировали, если бы вам сказали, что каждое живое существо на планете - катализаторы? Точнее даже, сложнейшие каталитические комплексы. А ведь это так и есть.
В курсах катализа, обычно, упор делается на промышленные катализаторы, которые открыл, подобрал, разработал человек, а про биологические системы говориться очень мало, обычно несколько слов о ферментативном катализе, энзимах и т.п. Что говорят биологам, биохимикам, фармацевтам и врачам о катализе, я не знаю, но подозреваю, что в рамках общих курсов не очень много. Вот только каждый из них использует терминологию катализа и сорбции, а почти каждый листок-вкладыш к лекарству содержит слова «ингибирует», «связывается», «ускоряет». Последнее, правда, не всегда означает именно каталитическую компоненту процесса, но скорее всего, на одной из стадий, действует именно так.
Так что же внутри у нас такое? Катализатор, коротко говоря, это вещество, способствующее протеканию химического процесса, который бы при всех равных прочих условиях, не имел бы достаточной энергии. В биологических системах температуры далеко не способствующие, поэтому практически каждый процесс в нашем организме требует своего катализатора, в роли, которых выступают составные части нашего организма - органические молекулы, чаще всего белковой природы. И потому состоим мы из каталитических процессов почти полностью. Кислотно-основных, окислительно-восстановительных и того, что называется ингибирование. Ингибирование - это связывание активного каталитического центра (активного центра рецептора) с другой молекулой, в роли которой может выступать гормон, медиатор, молекула лекарства, вирусный белок и др. Активный центр при этом может изменить строение другого, связанного активного центра, сделав его или активным, или неактивным каталитическим центром.
Маленький пример. Скелет животной клетки состоит и волокон белка-актина, поверхность которого состоит из ровных рядов одинаковых активных центров, с которыми связывается «ходячий» белок миозин V, связываясь поочерёдно с активными центрами концами своих «ног». При этом возникновение химической связи одной из «ног» с активным центром актина приводит к разрыву связи с активным центром второй «ноги», которая освобождается чтобы сделать ещё один «шаг». Фаллоидин, один из ядов бледной поганки, также связывается с актином, препятствуя его деполимеризации.
К слову о ядах. Каким бы не был яд, он всегда каталитический, занимающий место и прочно связывающийся с активным центром. Лекарства в этом плане ничем не отличаются, разве что дозой, силой связывания и селективностью действия на определённые центры. В остальном же и те и другие являются ингибиторами и именно по этому признаку можно попробовать отличить действующий лекарственный препарат от фуфломицина. Действующее начало должно связываться с каким-то рецептором, блокируя его, либо активируя, третьего, нмв, не дано.
Вообще, роль катализа в живой природе такова, что поиск пути возникновения жизни в конечном итоге сводится к проблеме поиска цепочки каталитических процессов и катализаторов для них. Основой для этого могло бы послужить моделирование белков, как катализаторов, но сегодня это ещё слишком сложно.