Анатолий Клёсов

Прокручиваем ленту времени на пятнадцать лет вперед. Я - доктор химических наук, занимаюсь ферментативным синтезом антибиотиков пенициллинового ряда. Не только этим, но и этим тоже. Я еще не знаю, что за это дело через шесть лет моя группа получит Государственную премию Союза ССР. Группа, но не я.

Я в том же году тоже получу Госпремию СССР, но за другую разработку, а именно за физико-химическую теорию специфичности ферментативных реакций и за биотехнологию ферментативного превращения целлюлозы в сахара.

Так получилось, что обе разработки были выдвинуты на Госпремию в одном и том же году, а две премии одновременно получать нельзя. Надо выбирать. Нет, чтобы в два разных года...

2

Так вот, антибиотики. Чтобы новый антибиотик синтезировать, надо сначала пенициллин гидролизовать, а затем по образующейся связи присоединить новую группу, с помощью того же фермента, который называется пенициллинамидаза. Он и гидролизует, он же и синтезирует. Только надо знать, в каких условиях (кислотность, температура, концентрации реагентов) идет гидролиз, и в каких синтез. Пока занимаемся гидролизом, чтобы изучить сам процесс и подобрать оптимальные условия его проведения.

Моя небольшая группа занимается этим в маленькой каморке на чердаке Корпуса "А", он же Межфакультетская лаборатории биоорганической химии МГУ. Остальные сотрудники - в новом здании кафедры химической энзимологии МГУ, которое мы сами в значительной степени выстроили. Мы - в смысле сами сотрудники. Мой опыт каменщика, приобретенный в целинных студенческих бригадах МГУ, пригодился.

Там, в каморке на чердаке, стоит рН-стат, прибор, который измеряет рН (то есть кислотность) водного раствора, доводит его до заданной величины и удерживает на этой самой заданной величине. Поскольку при гидролизе пенициллина выделяется кислота, то прибор по заданной нами программе автоматически, микропорциями, вбрасывает в раствор разбавленную щелочь и тем самым нейтрализует образующуюся кислоту. Он же, прибор, записывает на бумажной ленте, сколько щелочи вброшено.

А поскольку лента движется с постоянной и опять же заданной скоростью, то по наклону выписываемой самописцем линии можно рассчитать скорость реакции гидролиза пенициллина. Быстро идет реакция - кривая круто уходит вверх. Медленная реакция - кривая пологая. Вообще нет реакции - кривая раскручивается параллельно горизонтальной оси, нулевой наклон. Все реакции идут на малых концентрациях пенициллина, в раствор выделяются доли миллиграммов кислоты, добавляемая щелочь тоже, естественно, очень разбавлена, иначе хода реакции вообще не увидеть. Обычно в таких исследованиях рН-стат заправляют щелочью (гидроокись натрия или калия) в концентрации порядка одного миллиграмма на миллилитр или несколько меньше.

3

И вот приносят мне сотрудники результаты опытов, которые ясно показывают, что к вечеру реакция ускоряется. Утром начинают работу - скорость ферментативного гидролиза пенициллина одна. Вот она, довольно пологая кривая. Вот угол наклона, вот рассчитанные величины скорости и константы скорости реакции. К середине дня - скорость та же, все в порядке. К вечеру скорость явно выше. Наклон кривой самописца круче. Всё то же - и фермент, и пенициллин, и концентрации реагентов. А скорость выше. И прибор, говорят, перебрали, даром что датский, и щелочь новую приготовили, и халаты постирали, а феномен - налицо.

Не может такого быть. Иду в каморку, чтобы самому убедиться. Утром пришел, несколько реакций подряд запустил, наклоны на ленте получил и замерил. Вечером пришел, реагенты смешал, вбросил в кювету рН-стата - действительно, круче кривая, выше скорость реакции. Все ясно.

Так, родные мои, говорю. Учила вас мама, что помещение проветривать надо? Смотрите: первая контрольная кривая, без добавления реагентов - ни фермента, ни пенициллина, сегодня утром выписана: скорости практически нет, кислота не образуется, щелочь не вбрасывается. Порядок. К вечеру - вы в каморке за день натолкаетесь, весь кислород в тесном помещении скушали, углекислоты почем зря навыдыхали, парциальное ее давление повысили, вот она, углекислота, в воде растворяется, и приводит к появлению кислоты в растворе, в кювете рН-стата:

H2O + CO2 = H2CO3

А рН-стату все равно, какая кислота - от пенициллина или из воздуха, он и гонит щелочь в раствор, чтобы ее нейтрализовать. Нейтрализует, а вы опять новую углекислоту выдыхаете, и она опять в раствор лезет.

Или держите дверь открытой, или проветривайте помещение почаще. А лучше - и то, и другое. Проветрили помещение - успокоился рН-стат. Нет больше загадочной суточной вариации кинетики

Оглавление

www.pseudology.org