Еще сравнительно недавно в сознании биохимиков или молекулярных биологов углеводы как клеточные компоненты ассоциировались прежде всего и почти исключительно с энергетикой живых систем; так что на фоне фантастических свершений молекулярной биологии белков и нуклеиновых кислот роль углеводов в организме казалась многим если не третьестепенной, то во всяком случае сравнительно малоинтересной, почти тривиальной. Сейчас положение меняется довольно резко. Можно даже взять на себя смелость предположить, что современная наука находится на пороге «углеводного бума» – качественного скачка в области познания тонких и высоко специализированных функций углеводных систем в молекулярных механизмах весьма ответственных сторон жизнедеятельности.
Углеводы присутствуют, причем в значительных количествах и в богатом «ассортименте», во всех живых организмах (за исключением типичных вирусов, если вирусы можно называть живыми организмами). Разнообразие их структуры поражает воображение, а огромные информационные возможности заставляют думать, что столь сложные молекулярные образования были «выращены» эволюцией для выполнения по меньшей мере столь же сложных и тонких функций.
В самом деле, экономия – один из самых фундаментальных и универсальных принципов живых систем. «… Представляется вполне вероятным, что биомолекулы, играющие роль строительных блоков, отбирались в процессе эволюции по своей способности выполнять не одну, а несколько функций. Насколько нам известно, живые организмы в норме не содержат нефункционирующих соединений, хотя существуют биомолекулы, функции которых пока не ясны».
По мере углубления наших знаний о природе жизненных процессов вырисовывается картина сложной и многогранной роли углеводов в живых организмах. Среди известных сейчас функций углеводов мы находим и роль энергетического резерва, и роль главных структурирующих веществ, и роль эластиков, и роль смазки, и разнообразные информационные функции, и многое другое. Такую поразительную функциональность этого класса можно, по-видимому, понять на общих соображениях. Действительно, такие биологические монофункциональные биополимеры, как нуклеиновые кислоты, имеют один тип ковалентой структуры: это линейные одномерные цепи. Напротив, структуры высокомолекулярных углеводов представлены по крайней мере двумя молекулярными типами: линейными и разветвленными, не говоря уже о том, что среди разветвленных полисахаридов можно также выделить несколько крупных классов структур, и что организация поседовательностей мономеров в полисахаридных цепях может принадлежать к нескольким принципиально различным типам. Из такого разнообразия структур, естественно, следует и разнообразие функций.
Мы не будем здесь рассматривать сведения о биологической функции углеводов сколько-нибудь подробно: и потому, что эта область еще не сформировалась как стройная система взглядов, и потому, что, будучи химиками, мы не можем изложить эти вопросы вполне компетентно. Многие аспекты проблемы находятся сейчас в стадии интенсивных исследований, так что однозначное представление о них еще не сложилось в науке (хотя ниже и фигурируют некоторые дискуссионные трактовки, показавшиеся нам особенно интересными). Мы надеемся лишь помочь читателю убедиться в высокой специфичности углеводных структур и в исключительной важности их роли во всем механизме жизни, опираясь при этом на несколько характерных примеров. Такой подход лучше всего охарактеризовать словами Г. Мелвилла: “Я не собираюсь приниматься за дело с научной систематичностью; с меня довольно будет, если я добьюсь желаемого результата перечислением отдельных фактов, известных мне… из личного опыта или от надежных людей: необходимые выводы, как я рассчитываю, вытекут сами по себе».
Предыдущая страница |
Следующая страница
СОДЕРЖАНИЕ