Металлы жизни
Каждый слышал про микроэлементы — про цинк и йод, железо и кобальт, медь и марганец, молибден и фтор...
Известно, что их отсутствие в рационе ведет к тяжелым, а порой к гибельным последствиям. Недаром входящие в перечень микроэлементов металлы (а их в этом перечне большинство) называют металлами жизни.
Но вот какова их конкретная роль в жизненных процессах, в каких конкретных биохимических реакциях они участвуют — это стало выясняться лишь в последние годы.
Японский ученый Ф. Эгами провел любопытный эксперимент. Он заполнял ампулы морской водой такого состава, который она имела в пору зарождения жизни на Земле.
Рецепт соответствовал геологическим данным, и только содержание шести металлов — цинка, молибдена, железа, меди, марганца, кобальта — было повышено в десятки тысяч раз.
В воде были также растворены гидроксиламин и формальдегид — два органических вещества, которые, с большой вероятностью, образовывались в земной атмосфере древнейших времен при извержении вулканов и грозовых разрядах.
После месячного нагрева до 105° С ампулы вскрыли... и в воде были обнаружены несколько важнейших для жизни аминокислот!
В этом убедительном эксперименте металлы жизни заявили о себе как создатели органических молекул. Известны опыты, в которых те же металлы проявляют себя энергичными разрушителями.
А ведь жизнь — это непрерывная последовательность многообразных актов объединения и распада органических молекул.
Атом принято изображать в виде точки, окруженной пересекающимися овалами: точка — ядро атома, по овальным орбитам обращаются электроны.
Физику более близкой к реальности показалась бы иная картина, где отрицательно заряженные электроны изображались бы облаками, окутывающими положительно заряженное ядро.
Сходным образом физик представляет себе и молекулу: ее остов образуют ядра атомов, из которых она состоит, а внешние электронные оболочки этих атомов обобществляются и окутывают всю молекулу единым облаком.
У многих молекул это облако несимметрично, смещается к одному концу, оголяя другой. Так на одном конце молекулы возникает избыток отрицательного заряда, а на другом — положительного. Ион металла — частица с положительным зарядом.
Подойдя , к несимметрично заряженной молекуле, он притягивает к себе ее отрицательно заряженный конец. Именно таким способом часто в процессах биосинтеза несимметричные молекулы берутся на буксир, доставляются к месту сборки, разворачиваются и устанавливаются на нужные места; таким же способом отходы биологического производства выводятся из организма.
По своим свойствам металлы жизни представляются уникальными. Взять хотя бы то же железо — переносчик и активатор молекулы кислорода.
С кислородом в составе гемоглобина оно должно вступить в достаточно прочную связь, чтобы кислород активизировался и не потерялся по пути, и в то же время — достаточно слабую, чтобы тот легко отцепился в нужном месте. Как раз такую связь и образует с ним железо.
Роль металлов жизни не исчерпывается сборкой и разборкой биомолекул. Ионы натрия и калия помогают создавать разность электрических потенциалов между жидкостями внутри и вне клетки, необходимую для передачи нервных импульсов. Ионы кальция ответственны за свертывание крови, а согласно одной из гипотез — за сокращение и расслабление мышц...
Поделись этой статьей с друзьями: