ования плоских колец в молекулы нуклеиновых кислот. Этот метод показывает также, каким образом специальный реагент, обладающий приблизительной симметрией второго порядка, может избирательно связываться с участками молекулы ДНК, также обладающими осью симметрии второго порядка.

Структурные исследования имеют важное значение и для медицины. Зная механизм токсического действия актиномицина, мы, возможно, сумеем осуществить такую химическую модификацию молекулы антибиотика, при которой его токсичность для нормальных клеток снизится, а для клеток опухоли останется прежней6. Другой путь, предложенный Собеллом, — это получение актиномициноподобного антибиотика, способного специфически взаимодействовать с двойной спиралью вирусной РНК.

• Perlman D., in: Medicinal Chemistry (A. Burger, ed.), 3rd ed., Part I, pp. 309—316, Wiley (Interscience), New York, 1970.

6 The Structure, as sketched here, is slightly distorted from the computer-generated drawings of Sobell to show the bonding arrangement more clearly. H. M. Sobell, Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol., 13, 153—190 (1973).

* Sobell H. M., Jain S. C, Sakore T. D., Ponticello G., Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 36, 263—270 (1971).

' Sobell H. M., Sci. Am., 231, 82—91 (Aug. 1974).

Дополнение 15-B

Сильный яд грибов: а-аманитин

но-сн2

ас-Аманитин

Некоторые смертоносные виды грибов рода Amanita продуцируют бесцветные, токсичные октапептиды, аманитины*. Молекула высокотоксичного а-аманитина содержит два остатка глицина, один остаток L-изолейцина, один остаток необычного 1-диокеиизолейцина, один остаток L-аспарагина и один остаток L-оксипролина. Расположенный в центре модифицированный остаток триптофана путем окисления связан с S—Н-группой остатка цистеина. Величина LD50 для мыши составляет 0,3 мг«кг-1 (для гибели человека может оказаться достаточным 50 г свежих грибов Amanita phalloides). Амаии-тины действуют медленно: мышь невозможно умертвить раньше, чем через 15 ч, независимо от дозы. При замене диок-сиизолейцинового остатка а-аманитина на негидроксилиро-ванный лейцин образуется амануллин —? абсолютно нетоксичное соединение.

а-Аманитин полностью блокирует транскрипцию под действием эукариотических РНК-полимераз II и III. Полимера-за II представляет собой, по-видимому, основную ядерную полимеразу, и ее ингибирование практически полностью блокирует синтез белка в клетке. Обратите внимание, что, щ-добиЙ?вктиномицину (дополнение 15-Б), молекула амаиитдш

в целом имеет полусимметричную структуру с выступающей в центре ароматической группой. Не исключено, что аманити-ны, подобно актиномицину, взаимодействуют с симметричным участком полимеразы или комплекса полимераза—ДНК.

В тех же грибах содержится ряд быстродействующих токсичных гептапептидов, фаллоидинов, строение которых сходно со строением аманитинов. Однако в отличие от аманити-нов они содержат восстановленный атом серы (—S—), играющий роль мостика. Механизм действия фаллоидинов не известен. Эти грибы содержат, кроме того, антаманид — противоядие фаллоидинам. Этот циклический декапептид

Pro —>- Ala Phe Phe —»- Pro

t \

Pro Val Phe Phe -*- Pro Антаманид

подобно токсинам, состоит только из L- аминокислот. Антаманид конкурирует с фаллоидинами за связывающие места. К сожалению, при отравлении грибами он не дает эффекта.

Антаманид — ионофор, специфически связывающий натрий (рис. 5-5).

а Wieland Г., Wieland О., Microb. Toxins, 8, 249—280 (1972).

в. Выбор нуклеотида при спаривании оснований

Каким образом клеткам удается достичь столь высокой степени точности в выборе нужного основания в процессах репликации и транскрипции, а также при спаривании кодона с антикодоном в процессе синтеза белка? В ранних работах исследователи часто высказывали мнение, что специфичность спаривания оснований определяется исключительно образованием двух (или соответственно трех) водородных связей и стабилизацией за счет взаимодействия соседних участков спирали. Оказалось, однако, что свободная энергия образования пар оснований мала (гл. 2, разд. Г, 6), а дополнительная свободная энергия, обусловленная связыванием основания с концом уже существующей цепи, не в состоянии обеспечить специфичность спаривания. Исходя из современных энзимологических данных, можно предположить, что важную роль в обеспечении правильности спаривания играет сам фермент. РНК- и ДНК-полимеразы— достаточно крупные молекулы. Следовательно, связывающее место фермента может полностью окружить двойную спираль. Если это так, то нетрудно представить себе, что процесс выбора основания может протекать так, как это показано на рис. 15-5. На приведенном рисунке изображено гуаниновое основание матричной цепи молекулы ДНК, расположенное в месте наращивания комплементарной цепи (ДНК или РНК) с З'-конца. Для образования правильной пары оснований соответствующий нуклеозидтрифосфат должен быть пристроен до того, как произойдет реакция замещения, в результате которой нуклеотид присоединится к растущей цепи. Предположим,