Влияние Меркурида на пространственную структуру белка

«...Я глубоко верю, что изучение различий между белком опухолей и нормальных клеток — узловой вопрос современной науке о раке».

Л.А.Зильбер — основоположник вирусогенетической теории рака.

Белки

Наукой установлено, что Земля существует около 6 млрд. лет, а жизнь возникла около 3 млрд. лет назад. В процессе возникновения жизни на Земле можно выделить несколько основных этапов.

Первый этап — вследствие химических реакций произошло образование простых органических соединений, углеводородов.

Второй этап — возникновение более сложных органических соединений, в частности белковых веществ в водах первичного океана (но именно в водах океана сосредоточено основное количество ртути, и её в 400 раз больше чем на поверхности Земле). Следовательно на самых ранних этапах формирования жизни, ртуть встраивалась в структуру белковых тел. В 1957 году американский химик Миллер из смеси газов (аммиака, метана, водяного пара, водорода) при температуре 80 °С и давление в несколько атмосфер под воздействием электрических разрядов в 60000 В синтезировал ряд аминокислот, которые являются материалом для белковой молекулы. Таким образом, Миллер смоделировал условия первичной атмосферы Земли, при которых могли образоваться аминокислоты, а при их полимеризации — первичные белки.

Третий этап — дальнейшая концентрация и возникновение белковых тел. В водах первичного океана происходило их дальнейшее смешивание, взаимодействие и объединение в различные структуры.

Четвертый этап — появилась способность к самовоспроизведению составных частей, т.е. переход к матричному синтезу белка, характерному для живых организмов. Усложнение происходило в направлении включения в их состав полинуклеотидов — ДНК и РНК, которые обеспечили точность воспроизведения структурных и функциональных особенностей системы.

Важным этапом в усложнении системы было объединение нуклеиновых кислот и белков. В таком сочетании процессы самовоспроизведения, обмена веществ приобретали большую устойчивость, упорядоченность и надежность. Впоследствии под контролем естественного отбора повышался уровень организации форм жизни, совершенствовались регуляторные и генетические механизмы синтеза белка.

МИНСТЕРСТВО ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ УКРАИНЫ
Отдел патоморфологии и иммунологии Украинского НИИ глазных болезней и тканевой терапии им. В.П. Филатова

Влияние комплекса ртути с α-аминокислотами на стабилизацию пространственной структуры белка с восстановлением биологической и физиологической активности белковой молекулы.

«Жизнь — это форма существования белка»

Белки — строительный материал клеток и целого организма, а также — это источник энергии необходимый для жизнедеятельности любого организма. Основным строительным материалом для организма служат белки, составляющие 15-20% массы тела. В организме человека насчитывается около пяти миллионов разнообразных белков. Именно из белков в основном построены клетки — протоплазма, органоиды, мембраны, а также межклеточное вещество. По мере того, как одни расходуются в процессе жизнедеятельности клетки, в ней синтезируются новые. Все основные структуры, как на клеточном уровне, так и на уровне целого многоклеточного организма создаются за счет белков. Последние обеспечивают отмежевание организма от окружающей среды, а также разграничение наиболее важных биохимических процессов в клетке. Все ферменты (биокатализаторы) являются белками. С их помощью осуществляются основные синтезы, распад на составные компоненты, в результате чего освобождаются энергия и строительный материал для последующих синтезов. Клетки активизируют только определенные белки. Так белок крови гемоглобин синтезируется клетками печени, белок миозин — мышечными клетками, инсулин — клетками поджелудочной железы и т.д.

Белки состоят из аминокислот. Первая аминокислота была открыта в 1820 году, полный аминокислотный состав белков расшифрован лишь к 30-м годам XX века. Из известных 200 аминокислот всего 20 в различных сочетаниях образуют миллионы белков. Наиболее характерное свойство аминокислот — способность их молекул соединяться между собой, так называемыми пептидными связями, возникающими вследствие взаимодействия группы -NH₂ одной молекулы с группой -СООН другой с выделением молекулы воды. Карбоксильные группы придают молекулам кислотные свойства, а аминогруппа — свойства оснований. Благодаря таким амфотерным свойствам аминокислоты в клетке играют роль буферных соединений.

Аминокислоты — составляющие белка. Белок состоит из 20 аминокислот. Белки различаются по количеству и характеру расположения аминокислот в полипептидной цепочке. Молекулы некоторых белков могут содержать до 30 000 соединенных между собой аминокислотных остатков. В отличие от растений и многих микроорганизмов в организме человека и высших животных некоторые аминокислоты не могут синтезироваться в процессе обмена и должны поступать с растительной пищей (так называемые незаменимые аминокислоты) — лизин, триптофан, фенилаланин, метионин, треонин, лейцин, изолейцин, валин. Значительная часть усвоенных аминокислот в организме животных разлагается до конечных продуктов — воды, мочевины, углекислого газа. Однако из большинства аминокислот синтезируются новые специфические для каждого организма белковые молекулы. Для описания строения белковых молекул введены понятия: первичной, вторичной и третичной структуры. Каждый белок характеризуется своей пространственной структурой — конформацией. В её формировании ведущая роль принадлежит первичной структуре, т.е. генетически предопределенной аминокислотной последовательности.

Первичная структура белка — порядок чередования аминокислот и местоположения дисульфидных связей. Но это ещё не белковая молекула, чтобы стать молекулой со всеми присущими ей физиологическими и биохимическими свойствами, полипептид должен занять определенное пространственное положение, приобрести вторичную и третичную структуру.

Вторичная структура представляет спирально закрученную белковую цепочку. Деформированная в спираль полипептидная цепь, которая стабилизируется за счет дополнительных водородных связей между кислородом группы СО и водородными группами аминокислотных полярных остатков молекул соседних витков.

Третичная структура — это определенным образом уложенные в пространстве спирали белковой молекулы, которые имеют прямое отношение к форме молекулы белка, которая может быть различной: от шарообразной до нитевидной. Она возникает вследствие свертывания спирали в клубок за счет гибкости вторичной спиральной структуры и скрепления спиралей дисульфидными мостиками, в результате чего создается объемное структурное образование с характерной четко определенной для каждого белка поверхностью. Такая специфическая объемно-пространственная конфигурация белковой молекулы называется конформацией. Считают, что ферментная активность белков зависит от их третичной структуры, как более лабильной, обусловленной химическими связями, на образование которых затрачено меньше энергии, чем на образование связей, стабилизирующих первичную структуру.

Четвертичную структуру образуют несколько аналогичных или близких по строению молекул белка в третичной структуре, объединяющихся в один комплекс.

Таким образом, расположение аминокислот в белках, так же как и образующаяся на его основе пространственная структура, закреплена генетически и приспособлена к выполнению определенной биологической функции. Складывающиеся уникальная структура белковой молекулы очень специфична, и приспособлена к выполнению белком конкретной биологической функции в клетке: гормональной, защитной, транспортной, сигнальной, ферментативной, двигательной и т.д.

Функция белков:

Сигнальная функция. Белки воспринимают любое неблагоприятное действие на клетку и отвечают на него изменением внутриклеточных химических реакций. Тем самым клетка отвечает на действие различных агентов — физических и химических.

Ферментативная. Расщепление веществ в клетке, а также синтез новых происходит при обязательном участии ферментов. Ферменты — узкоспециализированные по своему действию белки.

Двигательная функция. Все виды движения, которые свойственны отдельным клеткам и организмам, объясняются наличием особых сократительных белков, выполняющих движение.

Транспортная функция свойственна гемоглобину крови, присоединяющему кислород, а затем разносящему его по всему телу.

Защитная функция, представлена антителами, которые активно вырабатываются в организме для обезвреживания чужеродных веществ попадающих в организм.

Энергетическая функция, при расщеплении 1 г белка освобождается 4,1 ккал (17,2 кДж).

Молекулы белка, имея различное строение, выполняют в организме многочисленные и самые разнообразные функции.

Специальный сократительный белок — миозин, составляющий мышечную ткань, обеспечивает передвижение организма, сердечную деятельность, движение крови по сосудам, перистальтику кишечника и т.д. Белок хряща и костей — коллаген придает гибкость и прочность скелету. Белок кожи — кератин защищает поверхность тела от механических, температурных, лучевых и иных воздействий и препятствует проникновению микробов в организм. Белок состоит из небольшого количества элементов — углерода, азота, кислорода, водорода. В состав некоторых белков входят также сера.

Вывод: Пространственное расположение белка отобрано в процессе эволюции и представляет собой наиболее энергетически выгодные состояния обладающие наименьшей свободной энергией и, следовательно, являющееся наиболее стабильным. Под влиянием различных воздействий белковая молекула изменяет свою пространственную структуру, что приводит к снижению, а иногда полной потере биологической активности. Применение Меркурида позволяет белковой молекуле принять естественное положение в пространстве и реализовать в полной мере заложенную в ней информацию. Меркурид устраняет причины, которые мешают этому, что, приводит к восстановлению биологической и физиологической активности белковой молекулы.

Влияние «Меркурида» на тиол-дисульфидные связи сывороточных белков крови

Одно из самых серьезных разногласий между традиционной фармакотерапией и гомеопатией связано с обоснованностью высоких разведений. Вполне понятно, что разведения, выходящие за порядок 10 20, а гомеопатические разведения используются ещё больше, находятся на грани физико-химического обоснования. Имеется немало гипотез, пытающихся объяснить эффективность высоких гомеопатических разведений. Однако любой гомеопатический эффект in vivo всегда, при достаточном негативизме оппозиционеров, может быть сведен к эффекту плацебо. В этом отношении исследования in vitro могут дать более объективные данные, которые были бы понятны врачам аллопатам.

Лекарственный препарат «Меркурид» является новой разработкой и представляет собой комплексное соединение ртути с АЛЬФА-аминокислотами (цистеин, метионин), где в роли центрального атома выступает ртуть, связанная через серу с аминокислотами (S-Hg-S). «Меркурид», образно можно сравнить с Философским Камнем алхимиков, где также основными элементами были ртуть, сера и соль.

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния различных гомеопатических потенций «Меркурида» на функциональную организацию сывороточных белков крови. Теоретической основой исследования явились представления о тиол-дисульфидной системе белков, как интегрирующем звене, определяющем конформацию белковой молекулы, ее участие в физиологических и патологических процессах. Эти идеи уже нашли подтверждение в целом ряде работ. Соотношение сульфгидрильных SН- и дисульфидных SS-групп, выраженное в Редокс-потенциале (SH/SS) белка, является интегральным показателем белкового гомеостаза. Ранее показано, что высокотоксичные лекарственные препараты (например, противоопухолевые цитостатики) способны значительно снижать белковый Редокс-потенциал, вызывая при этом уменьшение SН-групп и увеличение SS-групп сывороточных белков. Напротив, малотоксичные препараты оказывают слабое конформационное воздействие, при котором Редокс-потенциал остается в пределах физиологических колебаний.

Материал и методы.

Проведены исследования тиол-дисульфидных соотношений сывороточных белков крови в условиях воздействия разведений «Меркурида» СН 6 и СН 100. Объектом исследования служила сыворотка крови здоровых лиц в возрасте от 14 до 31 года (М±м=25,9+4,7).

По каждой группе разведений было исследовано 5 проб сыворотки, полученных от разных доноров. Изучалось общее содержание белка (г/л), содержание малонового диальдегида (МДА — мкмоль/л) и молекул средней массы (МСМ — усл. ед. ОП) до и после инкубации с соответствующими разведениями. Время инкубации 1-60-120 мин. В указанные временные промежутки исследовались также белковые SН- и SS-группы, а также Редокс потенциал. Кроме этого определялось наличие небелковых SН-групп в сыворотке крови до и после инкубации с Меркуридом. Исследования выполнены с применением метода амперометрического титрования с азотнокислым серебром на приборе фирмы «Химлаборприбор» (ТУ 25-11-364-69, СССР).

Результаты их обсуждения.

Прежде всего, необходимо ответить, что инкубация с СН 6 и СН 100 потенциями «Меркурида» не выявили изменений в содержании общего белка, МДА и МСМ (Таблицы 1 и 2).

Таблица 1.

Таблица 2.

Свободные небелковые SН-группы до и после инкубации не выявлены, что согласуется с результатами предыдущих исследований.

В обоих потенциях «Меркурида» нами зафиксированы изменения в содержании белковых SН — и SS-групп до и после инкубации. Эти изменения появлялись уже на первой минуте инкубации и достигали максимума к 120 мин. См. таблицы 3 и 4.

Таблица 3. Динамика тиоло-дисульфидных изменений белка при инкубации с «Меркуридом» СН 6.

Диаграмма 1.

Таблица 4. Динамика тиоло-дисульфидных изменений белка при инкубации с «Меркуридом» СН 100.

Диаграмма 2.

Характерно, что в двух потенциях, имелась тенденция к увеличению белковых SН- и SS-групп. Так, SН-группы увеличились на 11,5% (СН 100) и 11,9% (СН 6).

SS-группы увеличились соответственно на 12,5% (СН 100) и 14% (СН 6).

Таким образом, полученные данные позволяют сделать вывод об умеренном конформационном влиянии обоих гомеопатических разведений в отношении сывороточных белков, осуществляемое через тиол-дисульфидные флюктуации физиологического характера. Интересно отметить, что модифицирующее влияние данных гомеопатических потенций на белковые молекулы находятся на уровне, выявленном ранее для некоторых противоопухолевых препаратов иммуномодулирующего действия.