Ингибиторы функций белков
Хотя взаимодействие белка с его физиологическим лигандом отличается высокой специфичностью, всегда можно подобрать вещество, природное или синтетическое, которое является структурным аналогом лиганда и тоже комплементарно центру связывания. Если такой аналог ввести в организм, то он будет соединяться с соответствующим белком вместо естественного лиганда, в результате чего функция белка окажется заблокированной.
- Исследование функций белков.
Вещества, взаимодействующие с активным центром белка и блокирующие его функцию, называют ингибиторами (чаще всего этот термин применяют по отношению к веществам, блокирующим функцию ферментов). Например, молекула угарного газа СО достаточно сходна с молекулой кислорода 02, чтобы присоединяться к гемоглобину. Сродство СО к гемоглобину примерно в 200 раз больше, чем сродство кислорода, и поэтому даже при низкой концентрации угарного газа в воздухе (0,1-0,3 %) значительная часть гемоглобина оказывается блокированной угарным газом и не участвует в транспорте кислорода. В результате может наступить тяжелое отравление, нередко со смертельным исходом. Следовательно, структурные аналоги естественных лиган-дов могут быть ядами.При введении в организм дитилин блокирует рецепторы ацетилхолина; вследствие этого нарушается передача импульса и возникает расслабление мышц (паралич). Дитилин применяют для расслабления мышц (миорелаксант) при кратковременных операциях и эндоскопических обследованиях. Дитилин — представитель группы курареподобных лекарств: их механизм действия сходен с механизмом действия кураре — яда некоторых южно-американских растений, применявшегося индейцами для отравления стрел. Таким образом, аналоги естественных лигандов могут быть лекарственными веществами.
В настоящее время для большого числа лекарств известны белки, с которыми они соединяются в организме (многие примеры приведены в последующих главах). В этом нашла развитие концепция о механизме действия лекарств, предложенная П. Эрлихом еще в начале XX в. Суть концепции состоит в том, что лекарство имеет точный адрес в организме, мишень, «хеморецептор» (термин П. Эрли-ха), роль которого выполняет определенное вещество. Эта концепция объясняет, в частности, специфичность действия лекарств, проявляющуюся в том, что разные болезни излечиваются разными лекарствами. Отсюда нетрудно сделать вывод о невозможности панацеи. Сейчас представления о лекарствах как веществах, способных взаимодействовать с центрами связывания белков, служат фундаментальной основой химиотерапии и поисков новых лекарственных веществ. Однако есть и такие лекарства, которые первично взаимодействуют не с белками, а с другими веществами организма.
Способность «узнавать» определенное соединение или группу соединений и избирательно взаимодействовать с ними, «не обращая внимания» на все другие соединения, — главная структурно-функциональная особенность любого индивидуального белка. Для каждого вещества, имеющегося в организме, есть и соответствующий белок, узнающий это вещество. Это свойство белков лежит в основе образования надмолекулярных структур клетки, избирательного и направленного переноса веществ в клетке и между органами сложного организма; оно обеспечивает упорядоченные, направленные химические превращения веществ в организме. В природе нет другого класса соединений, который мог бы сравниться с белками по разнообразию выполняемых ими функций.