Петр Образцов - Удивительные истории о веществах самых разных

Но все это чушь. Такой расчет в принципе неверен и невозможен уже хотя бы потому, что не существует никакой рыночной стоимости углерода или фосфора. В торговых справочниках можно найти цену на эти и многие другие вещества, но всегда с указанием степени очистки. Это означает, что привычное нам железо действительно может стоить несколько центов за килограмм, но только железо невысокой чистоты, которое обычно и используется в промышленности и в быту. Гвоздь, например, сделан из железа с чистотой примерно 97 процентов. А вот железо с чистотой 99,9999 процента и выше стоит в тысячи раз дороже, чем обычное. То же самое относится к кислороду, водороду и прочим элементам наших тел. Ну и какую же чистоту имеет в виду тот «профессор»? Иными словами, стоимость бочки меда с размешанной ложкой дегтя вряд ли равна сумме стоимостей каждого из компонентов…

Но это еще не все. Куда важнее то, что человек состоит все‐таки не из элементов, а из химических соединений, среди которых есть и копеечные – вода, фосфаты кальция в костях и запредельно дорогие, стоящие намного, намного дороже золота. К таким веществам относятся ферменты, о которых – отчасти благодаря рекламе стиральных порошков – в последнее время стало известно повсюду.

Само слово происходит от латинского «ферментум», что означает «брожение» или «закваска». В научной литературе и в англоговорящих странах сам процесс брожения называется ферментацией. Убедительно просим читателей не употреблять этого слова, потому как по‐русски оно означает нечто гораздо более узкое, а именно биохимическую переработку сырья – чайного листа или табака, например, под воздействием ферментов, содержащихся в нем самом. Но на упаковках порошков и этикетках косметических средств, произведенных за границей или на дочерних предприятиях иностранных фирм, нередко используют этот термин ввиду невежества переводчиков. Так что fermented cabbage означает не «ферментированную» капусту, а обычную квашеную.

Человечество знакомо с ферментами давно, без них немыслимы, например, хлеб, вино и сыр. Однако только в 1897 году Бухнер доказал, что для сбраживания сахара в спирт не требуются живые микроорганизмы дрожжей и вполне можно обойтись соком дрожжевой культуры с удаленными клетками. Таким образом, было установлено, что брожение вызывают именно вещества, а не «существа», как полагал великий Пастер. Явление катализа, то есть резкого ускорения реакций в присутствии небольших количеств некоторых соединений, к тому времени уже было хорошо известно, поэтому ученые поняли, что имеют дело именно с катализаторами, но биологической природы, иными словами, с ферментами. С точки зрения химии они являются белками, важнейшими для жизни веществами. Ферменты при брожении служат также для образования белков, образующих новые дрожжевые организмы, и не в одном научно-фантастическом романе середины прошлого века описывались мрачноватые картины будущего мира, где население питается дрожжами вместо мяса, рыбы и прочих продуктов. Дрожжи действительно богаты белком (40 процентов) и витаминами, особенно группы B. Однако публика, кроме вегетарианцев и фанатов здорового питания, почему‐то относится к ним как к пищевому продукту лишь с весьма умеренным интересом.

Первый фермент (уреаза) был выделен в 1926 году, а в 1969 году Роберт Мэррифилд в Нью-Йорке наконец синтезировал первый фермент (рибонуклеазу), за что, кстати, в 1984 году получил Нобелевскую премию. Трудности этой работы связаны не только с тем, что молекулы ферментов в сотни и тысячи раз больше, чем у того же фосфата кальция, а еще и с необходимостью придания им вторичной и третичной структуры, то есть организации в трехмерном пространстве. Впрочем, искусственный фермент оказался столь же работоспособным, как и природный, что наводит на обидную мысль о принципиальной возможности создания гомункулусов и биороботов.

К настоящему времени известно более 2 тысяч ферментов. Сотни из них содержатся в наших организмах. Их основными свойствами являются, во‐первых, невероятное ускорение реакций (в миллионы и миллиарды раз) и, во‐вторых, поразительная специфичность – умение ускорять именно данный конкретный процесс, и никакой другой. То есть фермент подходит к «своему» веществу, как «ключ к замку», и это даже не метафора, а вполне официальный термин.

Без ферментов жизнь невозможна, эти вещества принимают самое деятельное участие в протекании едва ли не всех биохимических процессов в организме, фактически отвечая, таким образом, за обмен веществ. Кусочек хлеба уже в ротовой полости «обрабатывается» слюной и подвергается воздействию фермента амилазы, которая разлагает крахмал на более мелкие олигосахариды. В желудочном соке содержатся пепсин, реннин, липаза и другие ферменты, расщепляющие белки, жиры и прочее на легкоусвояемые вещества. В поджелудочном соке кишечника содержится масса других биокатализаторов, довершающих переваривание пищи. Слюна кровососущих насекомых (типа наших комаров) придумана природой еще хитрее – в ней содержится фермент, предотвращающий свертывание крови жертвы и закупоривание отверстия, проделанного в коже летучей тварью. Ей хорошо, а у жертвы комариного фермента начинается зуд, жжение и отек на месте укуса.