Карнавал молекул. Химия необычная и забавная

Понятно, что в сложившейся ситуации никак не виноваты сами биохимики, они делают свое трудное и интересное дело, не помышляя ни о каких премиях. «Обычные» химики тоже не виноваты; яркие звезды, загорающиеся на небосклоне химии (ферроцен, карборан, фуллерен) и создающие новые главы химической науки, появляются, к сожалению, не каждое десятилетие и, увы, непредсказуемо, что, кстати, делает научный поиск интереснее. Не только новые необычные соединения заслуживают награды. Если спросить самих химиков, то они назовут массу вполне достойных исследований, в том числе новых реакций и катализаторов.

Нобелевский комитет тоже не в чем упрекнуть: обычные люди никак не виноваты в том, что гораздо большее впечатление на них производят те биохимические работы, которые открывают способы лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, некоторые онкологические заболевания.

Преимущественное внимание членов Нобелевского комитета к биохимическим работам усиливается дополнительно следующим обстоятельством. Все лауреаты Нобелевских премий прежних лет имеют право номинировать кандидатов на эту премию (предлагать кандидатуры для очередного рассмотрения). Среди них с каждым годом все больше биохимиков, и, естественно, они предлагают к номинированию тех ученых, работы которых им хорошо знакомы и достоинства которых им известны.

Именно эта ситуация позволила Роалду Хофману (лауреат Нобелевской премии 1981 г. по химии) с грустью отметить, что решение о присуждении Нобелевских премий принимает весьма ограниченное число людей, у которых собственное представление о том, что такое химия, и которое вовсе не представляет собой результат единодушия мирового сообщества химиков. Хофман отмечет, что не согласен, например, с тем, что молекулярная биология и биохимия – это часть химии. Впрочем, добавляет Хофман, премии достаются действительно прекрасным работам в этой области, которыми он искренне восхищается.

Можно предположить, что подобная проблема зреет и в недрах других дисциплин: физики тоже, скорее всего, готовы посетовать на то, что астрофизика с ее нейтринной астрономией, рентгеновскими телескопами и исследованиями космического излучения постепенно захватывает монополию на премии.

Впрочем, есть выход – ввести новые номинации так, как это было сделано в 1969 г., когда начали присуждать Нобелевские премии по экономике (не упомянутой в завещании А. Нобеля), но это, к сожалению, не нам решать.

Отложим на время наши переживания, связанные с тем, что обычная химия оказалась в тени набирающей силу биохимии, и познакомимся поближе с некоторыми работами, тем более что многие из них настолько эффектны, что могут произвести впечатление даже на людей, далеких от науки.

Вначале отдадим дань уважения современному лидеру в мире Нобелевских премий, т. е. биохимии.

Одна молекула и семь нобелевских лауреатов

В истории химии случались события, по своему драматизму напоминавшие штурм неприступной вершины, на которую пытались взойти одновременно независимые группы альпинистов по различным маршрутам. Все это сопровождалось обстановкой состязания – кто взойдет на вершину первым.

Речь пойдет о синтезе инсулина – событии, ставшем заметным достижением в химии. Точно так же, как перед штурмом вершины альпинисты создают базовые, промежуточные и штурмовые лагеря, синтез инсулина был хорошо подготовлен, но не теми, кто вышел на покорение вершины, а основательными работами исследователей-предшественников. Можно уверенно сказать, что создание исходного плацдарма впечатляет не меньше, чем последующий штурм. Развитие химии инсулина напоминает приключенческий роман, получивший в наши дни совершенно неожиданное продолжение, которое совершенно не могли предугадать покорители этой вершины. Инсулин по праву можно назвать популярнейшей молекулой ХХ в.: с исследованиями этого соединения связаны имена семи (!) нобелевских лауреатов.

Белок, спасающий жизнь

В середине ХХ в. инсулин был одним из наиболее интенсивно изучаемых веществ. Причина в том, что удалось объяснить происхождение одного из тяжелейших заболеваний – сахарного диабета. Болезнь возникает, когда в организме недостаточно гормона инсулина (гормоны – это вещества, которые регулируют определенные биологические механизмы). Инсулин запускает процессы, обеспечивающие вход глюкозы в клетки, а также стимулирует внутриклеточные механизмы, позволяющие усваивать глюкозу.

При недостатке инсулина глюкоза не расходуется клетками, она накапливается в крови и начинает через почки поступать в мочу. Повышенный уровень глюкозы в крови и ее выведение с мочой приводят к похудению, чрезмерному мочеотделению, постоянному ощущению сильной жажды и голода. Организм старается компенсировать дефицит калорий, которые он теряет с мочой в виде глюкозы, и начинает использовать жировые запасы и тканевые белки (главным образом мышечные). Возникают утомление, сонливость, тошнота, все это завершается состоянием комы и при отсутствии лечения – смертью.