– «мясистый». Дипептид ансерин отличается от карнозина одной метильной группой; он тоже содержится в мышцах, а его название происходит от лат. anser – «гусь», в мышечной ткани которого он был обнаружен в 1928 году.
В бобовом растении канавалии мечевидной (Canavalia ensiformis) найдена 2‑амино-4‑аминооксибутановая кислота, названная каналином. В бобовых содержится и сходная по строению 2‑амино-4‑гуанидинооксибутановая кислота, получившая название канаванина.
Важнейшим нейромедиатором центральной нервной системы является γ-аминомасляная кислота, название которой обычно сокращают до гамк (по‑английски gaba, от gamma-aminobutyric acid).
К аминам формально относится и гуанидин HN=C(NH2)2, молекула которого получается при замене в молекуле мочевины атома кислорода на группу NH. Название гуанидина (как и азотистого основания гуанина) происходит от птичьего помета – гуано (слово из индейского языка кечуа). Гуанин был получен еще в 1845 году в лаборатории Ю. Либиха переработкой этого «сырья». Из других неароматических аминов можно упомянуть моноэтаноламин, он же коламин, – термин интересен тем, что образован путем сокращения терминов alcohol и amine. В клеточном метаболизме участвует алифатический полиамин спермин H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2. Впервые он был выделен (в виде кристаллического фосфата) в 1678 году из человеческой спермы нидерландским натуралистом Антони ван Левенгуком (1632–1723), но название получил лишь спустя два столетия. Похожий по составу полиамин H2N(CH2)3NH(CH2)4NH2 и название получил похожее: спермидин.
Вещества, в молекулах которых имеются две связанные друг с другом аминокислоты, называются дипептидами, а если аминокислотных остатков больше, то олигопептидами или, по предложению немецкого химика-органика Э. Г. Фишера, полипептидами (природные полипептиды – это белки). К полипептидам относится, в частности, белок куриного яйца овальбумин (яичный альбумин), название которого происходит от лат. albumen ovi – «яичный белок» (лат. ovum – «яйцо» и albus – «белый»). Из молок лосося (лат. Salmo salar) был выделен белок сальмин.
«Пепт» в термине пептиды произошло от греч. peptos – «сваренный, переваренный». Того же происхождения название фермента желудочного сока пепсина (греч. pepsis – «пищеварение»), а также популярного напитка пепси-колы. Это название для своего сиропа придумал в 1898 году фармацевт и владелец аптеки Калеб Брэдем, получивший патент на напиток в 1902‑м. Ни пепсина, ни экстракта орехов колы в нем не было, а были эфирные масла и сок лайма. Брэдем же полагал, что ассоциация с пищеварительным ферментом и популярной кока-колой повысит спрос на его продукт. Первоначально реклама пепси утверждала, что напиток способствует пищеварению.
Весьма распространен также термин протеины, предложенный в 1828 году Й. Я. Берцелиусом. Он означает то же самое, что и белки. По-гречески proteion – «первое место, самое важное», что, по мнению Берцелиуса, должно отражать ключевую роль белков в живых организмах. Если молекула белка соединена с олигосахаридами, получается гликопротеин. Так, в яичном белке содержится гликопротеин авидин; его название происходит от лат. avidus – «жадный»: авидин обладает способностью инактивировать в организме биотин (о нем ниже), связываясь с ним в комплекс. В яичном желтке содержатся фосфорсодержащие белки вителлин и фосвитин (эти названия происходят от лат. vitellus – «яичный желток»). Из мембранных гликопротеинов наиболее полно изучены гликофорин (дословно «несущий сладкое») и фибронектин (от лат. fibra – «волокно» и nectere – «связывать, присоединять»).
В 1968 году японский исследователь Кендзо Курихара выделил необычный гликопротеин миракулин из плодов африканского кустарника Synsepalum dulcificum. Эти плоды назвали «чудесной ягодой» (англ. miracle fruit, от miracle – «чудо, удивительная вещь»). Местные жители давно заметили, что после поедания этих ягод даже очень кислая еда, например лимоны, кажется сладкой. При этом миракулин сам по себе не сладкий. В 1990 году из плодов малазийского растения Curculigo latifolia был выделен белок куркулин. Как и миракулин, куркулин способен изменять вкус, но в отличие от миракулина куркулин сладкий.
Среди полипептидов множество биологически активных веществ. Так, природный нонапептид (то есть состоящий из девяти остатков аминокислот) брадикинин обладает уже при очень малых концентрациях сильным сосудорасширяющим действием. При испытаниях на морских свинках оказалось, что под действием брадикинина их кишечник стал работать медленнее. Соответственно, название этого пептида произведено от греческих слов bradys – «медленный» и kineo – «двигаю». Последний корень можно найти во многих словах, от «кинетики» до «кинематографа». В свое время 15‑стадийный синтез брадикинина настолько впечатлил химиков, что соответствующая схема его синтеза была помещена на большой вкладке к первому тому учебника А. Е. Чичибабина с указанием в тексте: «Синтетический брадикинин по всем свойствам, в том числе и физиологической активности, идентичен природному пептиду». Синтез брадикинина (а также инсулина и других полипептидов) был осуществлен в 1960‑х по новой методике («автоматический синтез») лауреатом Нобелевской премии Робертом Брюсом Меррифилдом (1921–2006).
Название фермента калликреина происходит от греч. kallikreas – «поджелудочная железа», а сокращение этого названия дает биологически активный декапептид каллидин, близкий по строению к брадикинину. Фермент папаин содержится в дынном дереве – папайе.
Гормональным действием обладает циклический полипептид (цикл образован за счет мостика – S – S–) окситоцин, вырабатываемый в задней доле гипофиза. Этот гормон повышает сократительную активность матки, отсюда его название (от греч. oxyno – «делаю острым» и tokos – «роды»). Родственный окситоцину и также вырабатываемый в гипофизе циклический гормон вазопрессин (от лат. vas – «сосуд» и presso – «давлю») обладает разнообразным действием, в частности, повышает сосудистый тонус. А линейный декапептид гипертензин (он же ангиотонин) повышает кровяное давление. Отсюда и его названия, от греч. hyper – «над, сверх», angeion – «сосуд», tonos – «напряжение» и лат. tendere – «натягивать, напрягать».
В нейронах головного мозга вырабатываются полипептидные морфиноподобные вещества, получившие название эндорфинов, от греч. endon – «внутри» и «морфин». Из мозга млекопитающих были выделены сходные по строению полипептиды, названные энкефалинами, от греч. egkephalos – «мозг» (а kephale – «голова», отсюда и название рыбы кефаль, и заболевание мозга энцефалит, и метод исследования мозга энцефалография). Из тканей головного мозга был выделен и кефалин, являющийся смесью фосфолипидов.
Белки бывают глобулярными и фибриллярными. В глобулярных полипептидные цепи плотно свернуты в компактные шарообразные структуры – глобулы (от лат. globus – «шар»). Примером могут служить гемоглобин (дословно «кровяной шарик») и миоглобин (мышечный белок, от греч. mys – «мышца»). Фибриллярные белки (от лат. fibra – «волокно») имеют вытянутую нитевидную структуру; примером могут служить фибрин и фиброин. Из прочного фибриллярного белка кератина (от греч. keras – «рог») состоят волосы, ногти, рога животных, носорогов, перья и клювы птиц.
Один из самых знаменитых белков, инсулин, снижает концентрацию в крови глюкозы. Молекула инсулина образована двумя полипептидными цепями, содержащими 51 аминокислотный остаток. Инсулин образуется в поджелудочной железе, в так называемых островках Лагерганса, отсюда и название этого гормона: от лат. insula – «остров». В поджелудочной железе образуется и антагонист инсулина полипептид глюкагон. Этот гормон дает сигнал к выделению глюкозы из печени в кровь; его название произведено от греч. glykys – «сладкий» и ago – «веду, несу, произвожу». В зернах кукурузы содержится белок зеин (от лат. zea – «кукуруза»).
Полипептид гирудин, препятствующий свертыванию крови, был впервые получен в 1884 году из экстракта пиявок (на латыни «пиявка» – hirudo, род. падеж – hirudinis). В чистом виде его выделили только в середине ХХ века, а строение было установлено лишь в 1976 году. Гирудин – полипептид, содержащий 65 аминокислотных остатков.
Закончим этот раздел еще одним «кровавым» белком, похожим по действию на гирудин. Это дракулин, выделенный из слюны вампировых (Desmodontidae) – южноамериканских летучих мышей. Он состоит из 411 аминокислотных остатков и служит вампировым в качестве антикоагулянта. А назван по имени знаменитого вампира графа Дракулы.
Глава 7. Углеводы, терпены, стероиды
Сахара
Многоатомные альдегидоспирты (альдозы) и кетоноспирты (кетозы) относятся к моносахаридам. Само слово сахар древнеиндийского происхождения: кусочки сахара из сгущенного сока сахарного тростника там называли шаркарой. Этот корень через персидский (shakar), арабский (sukkar) и греческий (saccharon) проник и в другие европейские языки: укр. цукор, англ. sugar, фр. sucre, чешск. cukr, нем. Zucker, итал. zucchero, нидерл. suiker и т. д.
В растворах моносахаридов сразу после растворения их кристаллов наблюдается постепенное изменение оптической активности. Это явление называется