Структуры молекул белка
Изучение специфичности и функций энзимов начинает вскрывать ту важную роль, которую, по всей вероятности, играют белки в живых существах. Они придают им одновременно индивидуальность и активность. По сравнению с большинством молекул, изучаемых органической химией, белки имеют очень сложную структуру. Прежде всего их молекулы велики — слишком велики, чтобы поддаваться обычным химическим методам измерения, но достаточно велики, чтобы поддаваться физическому измерению, как это показал Сведберг, когда выделил их с помощью ультрацентрифуги — своего рода сепаратора, но вращающегося в сто тысяч раз быстрее.
Еще более удивительным было то, что белки могли быть превращены в кристаллы, то есть что миллионы одного и того же рода белковых молекул могли строиться, пользуясь выражением Ньютона, «по рядам и шеренгам» с той же правильностью, какая наблюдается у простейших атомов в неорганических кристаллах. Это означает, что молекулы белков любого данного типа в основном идентичны. Такая идентичность не обязательно должна быть абсолютной вплоть до последнего атома или связи, однако способность к кристаллизации действительно означает, что молекулы отличаются друг от друга по своей форме и размерам всего лишь в пределах нескольких процентов.
Существование белковых кристаллов дало возможность исследовать структуру белка с помощью того же рентгеновского анализа, который раньше применялся к органическим кристаллам. Таким образом были установлены точные размеры белковых молекул, которые колеблются от молекул, содержащих 1000 атомов, до таких, которые состоят из миллионов атомов, — в большинстве случаев атомов углерода, азота, кислорода и водорода. Рентгеновский анализ дал также некоторое представление о способах соединений этих атомов. Наиболее вероятной в данный момент гипотезой является то, что они состоят из связок цепочек аминокислот, довольно прочно соединенных друг с другом посредством электрических зарядов.
Структура составляющих белки цепочек постепенно выясняется при помощи новых методов — физических и химических. Первым решающим шагом явилось определениеСангером в 1952 году точного порядка аминокислот в двух цепочках, составляющих молекулу инсулина. Это открытие явилось величайшей победой аналитической химии. Как эти цепочки сложены или свернуты, пока еще не известно. Мы все еще очень далеки от разрешения проблемы структуры белков. До тех пор пока наши знания о ней не расширятся, мы не сможем дать сколько - нибудь основательного ее объяснения, то есть такого объяснения, которое привело бы к более или менее полному и сознательному управлению процессами, связанными с белками. Под этим мы понимаем не только уже рассмотренные нами чисто химические процессы, но также и элементарные физиологические функции, такие, как сокращение мышц, от которого зависит движение всякого животного, и передала нервных сигналов.