Знание-сила, 1999 № 02-03 (860,861)

Форпост мировой науки В день нашей встречи в Институте химической физики отключили отопление. Мой собеседник, блистательный Анатолий Федорович Ванин, встретил меня на пороге своей лаборатории в пальто. Сама лаборатория размещалась в подвале института. Ох, умеют у нас «создать условия»! По длинному коридору мы прошли в самый дальний конец подвала – там кабинет заведующего лабораторией Ванина. Не было бы счастья, да несчастье помогло: приборы бездействовали, не рассчитанные на наши ноябрьские температуры, и времени для разговоров у нас было много.

Мне сразу бросилась в глаза длинная полка над письменным столом, вся плотно уставленная толстыми цветными скоросшивателями.В них – материалы исследований оксида азота. Ванин работает в этой области уже более тридцати лет. Любой студент- медик сегодня расскажет вам о роли оксида азота в кардиологии, но вряд ли назовет авторов этих исследований. Только после присуждения Нобелевской премии мы услышали о том, что, оказывается, среди ее лауреатов по праву мог бы быть наш, российский ученый – Анатолий Федорович Ванин.

Так как же все происходило на самом деле?

Слева направо: В. Башкатова, Л.Игнарро, С. Моррис, Х.Маеда, А. Ванин, Дж.Стэмлер, В.Микоян, Ж.-К.Драпъе

Шаг первый. Открытие аспиранта Ванина

Еще лет пятнадцать – двадцать назад сама постановка вопроса об универсальной биологической роли оксида азота казалась дикой: оксид азота – сильнейший промышленный загрязнитель, его рассматривали исключительно с точки зрения вредности для всего живого: окисление оксида азота в атмосфере оборачивается кислотными дождями. Огромное его количество, содержащееся в табачном дыме, образует канцерогенные вещества. В общем, представить себе то, что известно сегодня, было невозможно, но…

Все началось в середине шестидесятых. В Институте химической физики сотрудник лаборатории Л. А. Блюменфельда Толя Ванин обнаружил сначала в дрожжевых клетках, а затем и в клетках животных загадочные «парамагнитные центры». Приборы регистрировали не известный до сих пор сигнал. Что за соединение его испускает?

Надо сказать, что в 60-е годы Россия в значительной степени опережала остальные страны в физико-химических и биохимических исследованиях, благодаря тому что Е. П. Завойский изобрел способ изучения сложных соединений в электромагнитном поле – метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). У нас в стране ЭПР вошел в биологию с легкой руки Блюменфельда. Сигналы ЭПР разных химических соединений весьма специфичны, что и делало метод Завойского очень удобным.

Так вот, непонятный сигнал был открыт именно этим методом.

Как в подобных случаях поступают биохимики? Они начинают выделять соединение в чистом виде, а потом физико-химическими методами определяют, что это такое. Таким путем пошли американцы и ничего толком не узнали, потому что при выделении неизвестного вещества необычные парамагнитные свойства исчезали, и единственное, что удалось предположить, – его возможную белковую природу.

Второй путь – «а если?» Если попробовать найти соединение, которое дает точно такой же сигнал? С точки зрения западных ученых это была авантюра, но по свойствам «загадочной русской души» и по молодости лет Анатолий Ванин поступил именно так.

В это время американские химики показали, что сигналы ЭПР того же диапазона дают при комнатной температуре низкомолекулярные серосодержащие (тиоловые) комплексы железа с оксидом азота.

Поразмышляв над этим, Ванин понял, что их результаты имеют какое-то отношение к его собственной работе. В это время он уже установил, что полученные им сигналы связаны с белками, а точнее, с их тиоловыми группами.

И снова авантюрная на первый взгляд идея. При комнатной температуре белковые центры малоподвижны, этим определяются характеристики сигнала ЭПР. Что если попробовать заморозить раствор соединений, которые исследовали американцы, и тем самым как бы приблизить их парамагнитные свойства к свойствам белка? Когда это было сделано, полученный сигнал совпал с тем, который обнаружил Ванин. Итак, замороженный раствор динитрозильного комплекса железа с тиолами дает точно такой же сигнал, как о биосистеме. Просто повезло? Нет, скорее это пример блестяще сработавшей научной интуиции.

Так или иначе, дорога открылась, стало ясно, что искомое соединение – какой-то тиолсодержащий белок, связывающий железо и оксид азота. Ванин начал изучать его по частям: воздействовать разными реагентами и на железо, и на тиоловые группы, и на оксид азота. Исследования вели параллельно на модельных соединениях и на биосистемах. И все сходилось.