 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
211
вступившие в каталитическое и регулирующее взаимодействие. Существуют два типа агентов,
взаимодействующих с рецепторами: агонисты и антагонисты. Агонисты вызывают биологическую
реакцию, а антагонисты ее блокируют. Некоторые агенты могут связываться одновременно с
разными рецепторами и, следовательно, участвовать в различных биологических процессах.
Например, гистамин, связываясь с H1-рецептором, инициирует аллергические реакции и,
активизируя Н2-рецептор, способствует выделению желудочного сока. Избыток желудочного сока
раздражает стенки желудка и приводит к язве. Лекарственный препарат – циметидин –
специфический антагонист Н2-рецептора, подавляющий выделение желудочного сока.
Норадреналин – химический агент нервной системы. Он контролирует выделение адреналина и
связывается с четырьмя видами рецепторов, ответственных за различные биологические
процессы. Уже доказано, что соединения-антагонисты эффективны при лечении сердечно-
сосудистых заболеваний, рака, расстройства центральной нервной и эндокринной систем.
В 30-х годах было установлено, что некоторые органические соединения вызывают
канцерогенное действие на подопытных животных. Сегодня полагают, что ряд природных и
синтетических соединений, содержащихся в окружающей среде, могут способствовать
возникновению у людей раковых заболеваний. К 1968 г. исследования показали, что различные
химические канцерогены образуют ковалентные связи с клеточными макромолекулами (белками,
РНК, ДНК), и такие связи приводят к раковым заболеваниям. Некоторые химические соединения
являются праканцерогенами. Они превращаются в химически активные канцерогены при
попадании в организм. Молекула ДНК с присоединенным к ней канцерогеном называется ДНК-
аддуктом. Конечные продукты взаимодействия между организмом и канцерогеном могут
приводить к изменениям в ДНК, т. е. могут вызвать мутации.
При злокачественном перерождении клеток происходит ненормальное их развитие. Недавно
установлено, что злокачественное перерождение клеток связано с определенными генами
здоровых клеток. Данные гены идентичны или родственны генам некоторых вирусов (онкогенам),
преобразующим нормальные клетки в злокачественные. К настоящему времени химики-органики
умеют определять последовательности нуклеотидов в нормальном гене и онкогене, а также
последовательности аминокислот в белках, кодируемых данными генами. Установление различий
между белками нормальной и больной клетки на молекулярном уровне весьма важно при
разработке терапевтических методов лечения.
Первоначально рак лечили ядами, синтезируемыми из природных веществ. В последнее время
много новых и клинически эффективных препаратов выделено из микроорганизмов. Некоторые из
них взаимодействуют с ДНК пораженных клеток, внедряясь в спиральные нити ДНК. Широко
применяемые противораковые средства, известные под названием антиметаболитов, по своей
структуре напоминают природные соединения, нарушающие обмен веществ.
Многие воспалительные болезни вызываются расстройством иммунной системы. Иммунная
система противодействует заболеванию организма и вторжению в него посторонних веществ. К
настоящему времени установлены ферменты и другие белки, фиксирующие инородные тела и
координирующие ответную реакцию организма. Клетки плазмы, продуцируемые белыми
кровяными тельцами, выделяют в кровь антитела, которые нейтрализуют чужеродные белки или
полисахариды, способные вызывать заболевания. Химическая природа молекул антител известна,
но в то же время предстоит большая работа ученых разных профессий, направленная на
эффективное лечение прогрессирующей болезни – синдрома приобретенного иммунодефицита
(СПИДа).
Иммунная система служит для биосинтеза антител (антигенов) – защитных белков для
нейтрализации чужеродных молекул. Определенная последовательность аминокислот белковой
цепи задает избирательность ферментов. Формирование активных центров ферментов и их
структура во многом определяются действием вводимого антитела. Более 100 каталитических
антител успешно применяются для ферментативных реакций. Специалисты считают, что
каталитические антитела принадлежат к биокатализаторам нового поколения.
Серьезную опасность для здоровья человека представляют радионуклиды и тяжелые металлы.
Они содержатся в отходах предприятий, выбросах в атмосферу и выхлопах автомобилей,
загрязняют почву и воду, накапливаются в живых клетках растений и животных, а оттуда с
продуктами питания попадают в организм человека (рис. 7.18).