Страница 81 из 121
Таким образом (табл. 16) и в этом приеме Гамарстена не оказалось ни малейшего намека на разделение фермента. Такой результат переисследования первой фазы приема естественно исключал надобность изучения второй фазы.
Самый же факт, обнаружившийся неожиданно ири этом, конечно, был достоин всяческого внимания. Мы имели перед собою под влиянием щелочной реакции переход фермента из деятельного состояния в недеятельное, из явного в скрытое, причем теперь обратный переход - из недеятельного в деятельное состояние - требует некоторой продолжительности нейтральной реакции среды (каковая и делалась молоком). Специально относительно этого пункта нами было сейчас же поставлено несколько опытов, один из которых приводим здесь (табл. 17).
При этих опытах нельзя не заметить, что при подкислении щелочной жидкости в один прием жидкость мутится и дает осадок, чего не бывает в случае, когда подкисление ведется в две фазы, c значительной остановкой (в несколько часов) на нейтральной реакции. Так как ясно, что факт стоит в ближайшем отношении к различным вопросам, касающимся фермента: действия щелочей, различного состояния фермента и т. д., то его изучение составило предмет дальнейшего и сейчас ведущегося в лаборатории исследования.
Весь изложенный материал, как нам кажется, отнимает всякую почву у ходячего мнения, что белки растворяющее и молоко свертывающее ферментные действия принадлежат особым ферментам. Факт тот, что эти действия никогда прочно не разделимы ни в организме, ни вне его ни при каких условиях. Есть, понятно, еще некоторые частные указания на прочную раздельность действий, но, не проверив их еще до сих пор, мы считали себя, однако, вправе не придавать им особенной силы ввиду обнаруженных нами недостатков современной методики сравнения этих действий.
Но мы давно уже остановились на общем вопросе: не противоречит ли нашему выводу, что оба исследуемые действия принадлежат одному и тому жерменту, то обстоятельство, что эти действия обнаруживаются по двум различным правилам зависимости от количества фермента? Это же представлялось существенным возражением против нашего взгляда и Гамарстену, что мы прочли уже во время писания этой статьи в последнем издании его учебника физиологической химии.
Наши обе реакции - растворение белка и свертывание молока - во всяком случае разные реакции, а если это так, то нет никакой необходимости в тождестве правил количественной зависимости времени реакции от концентрации ферментов. Скорость реакции определяется условиями реакции, которые то увеличивают, то уменьшают скорость. Соответственно характеру условий должны изменяться и правила зависимости скорости реакции от количества фермента в данном случае. С целью получить фактический материал, подтверждающий это, мы поставили несколько рядов опытов, где, меняя условия реакций, достигли соответствующего изменения правил. Нейтральный раствор молоко свертывающего фермента, раз он находится в жидкости в известной достаточной концентрации, свертывает молоко по правилу обратной пропорциональности между количествами фермента и временами свертывания. Хотя это давно известно, но мы позволяем себе, ради наглядного сравнения с последующим, привести таблицу (18), относящуюся к этому опыту.
Если мы берем кислый раствор того же фермента и прибавляем различное количество его к молоку, то теперь мы изменяем в молоке в совершенно той же пропорции количество как фермента, так и кислоты, т. е. если мы, например, увеличим вдвое количество фермента, то вместе с тем увеличиваем вдвое и количество кислоты в нем.
В таком случае первое правило обращается во второе: именно теперь количества фермента относятся обратно пропорционально, как квадратные корни их времен свертывания, т. е. реакция правильно ускоряется. Привожу таблицу (19).
Совершенно то же самое наблюдается и вом случае, если в растворе фермента имеются соли, ускоряющие свертывание. Если, например, натуральный желудочный сок нейтрализовался углекислым барием и такая нейтрализованная жидкость приливается в разных количествах к молоку, то она также свертывает молоко по второму правилу. Приводим таблицу (20).
Наконец, если взять значительно разведенный нейтральный раствор фермента и приливать его к молоку разными, но большими количествами, чтобы избежать предела, то часто наблюдается действие третьего правила: количества ферментов относятся теперь, как квадраты времен свертывания. Очевидно, разведение молока, идущее строго пропорционально вместе с увеличением фермента, правильно замедляет скорость реакции. Приводим таблицу (21).
Совершенно так же и правило растворения белка в зависимости от количества фермента может видоизменяться, смотря по условиям реакции. Обыкновенно в известных пределах концентрации фермента количество фермента связано с действием числом миллиметров переваренной белковой палочки (по Месту) за одно и то же время - правилом прямой пропорциональности между количеством фермента и квадратом числа миллиметров. Опять для наглядного сравнения приводим таблицу (22).
Если же, беря слабые сорта сока, разбавлять его не кислотой, как делалось в предшествующем опыте, а водой, то связь количества фермента с действием (числом миллиметров переваренной белковой палочки) определяет новое правило, правило прямой пропорциональности между количеством фермента и числом (а не квадратом его) миллиметров переваренной белковой палочки. Приводим таблицу (23).
Последнее отношение уясняет основной смысл и первого правила, относящегося до реакции растворения белка. Очевидно, когда мы кислотой разбавляем данный раствор фермента, мы изменяем не один фактор, как нам казалось раньше, - именно концентрацию фермента, а два: кроме изменения количества фермента в среде, мы изменяем, - именно правильно увеличиваем, - количество кислоты относительно фермента, чем правильно ускоряем реакцию. При разведении же водой действительно изменяется в среде тольколичество фермента, отношение же концентрации фермента к концентрации кислоты остается постоянным, т. е. реакция не испытывает ускоряющего влияния. Это и будет случай реакции растворения белка, совершенно аналогичный обыкновенному случаю свертывания молока чистым нейтральным раствором фермента.
Таким образом казавшееся существенным возражение потеряло свою силу. Самый же факт варьирования правил зависимости действий фермента от количества, смотря по условиям, конечно, требует более широкого и систематического исследования, так как все эти правила ограничены определенными пределами.
Не незначительным общим подтверждением правильности руководящей идеи работы служит, помимо всех приведенных частных фактов, и то, что преследование этой мысли, и именно там, где, повидимому, сначала положение дела было решительно против нее, привело к находке новых фактов значительной важности.
По всему приведенному продолжать думать, что оба наши действия исходят от разных ферментов, но всегда в организмах, встречающихся вместе, и притом в одних и тех же количественных отношениях, было бы только привычкой к старому выводу, лишившемуся в настоящее время своих оснований.
Таким образом мы утверждаем, что оба действия принадлежат одному и тому же ферменту. Как понимать эту двойственность действия одного и того же фермента?
Конечно, первый пункт, с которого надо начинать, касается реакции свертывания молока: чтоно такое физиологически и химически? Нельзя не признать, что реакция эта долгое время была совершенно загадочной, что касается ее физиологического смысла. Если у млекопитающих животных она могла быть до известной степени истолковываема как выгодная или надобная при обработке молока в пищеварительном канале, то у всех остальных животных и растений, где совсем не встречается субстрата для молочного фермента, назначение ее было совершенно темно. Мне кажется, в этом нельзя не видеть яркого примера бесстрастного и, конечно уж, незаконного объективизма, который спокойно проходит около в высшей степени курьезного факта, не задаваясь, повидимому, необходимым вопросом: для чего же существует в том или другом животном или растении молочный фермент, который никогда не встречается с молоком? При настойчивой постановке такого вопроса неизбежно следовало бы заключение, что свертывание молока есть частное, для экспериментатора как бы случайное, обнаружение какой-то общей реакции. Честь такого заключения по справедливости, по моему мнению, должна быть приписана профессору А. Данилевскому, который в свертывании молока видел усложнение белковой частицы, обратное тому упрощению, которое наступает при действии белковых ферментов, как пепсин и т. д. И действительно, в соответствии с этим, ему удалось, вместе с учеником его Окуновым, показать и осаждение некоторых альбумоз препаратом сычужного фермента. В самом деле, что могло бы говорить против предположения, что свертывание молока есть наиболее простая стадия из длинного синтеза белковых тел? Против серьезного ничего, а за - нечто есть. Казеин и параказеин всеми признаются за очень близкие химические тела. А между тем, в той же обстановке, одно остается творе, а другое осаждается. Вполне естественно думать в таком случае о более сложной частице второго вещества. Этому представлению в высшей степени благоприятствуют только что опубликованные опыты Ловенгарта. [59] Теперь, когда у старого мнения, что белок растворяющее и молоко свертывающее действия принадлежат разным ферментам, отнято всякое основание, представляется самым естественным думать, что обе реакции суть обратимые реакции белкового фермента. Если предвидимая уже теоретически обратимость ферментных реакций вполне подтвердилась на жировых и углеводных ферментах, то почему бы белковый фермент представлял исключение? А если она должна быть и у него, то зачем ее искать далеко, когда у того же белкового фермента есть загадочная сторона действия, всего проще понимаемая именно с этой точки зрения.