URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Шамин А.Н. История химии белка. Серия 'Из наследия А.Н.Шамина'
Id: 37116
 
399 руб.

История химии белка. Серия "Из наследия А.Н.Шамина". Изд.2

URSS. 2006. 352 с. Мягкая обложка. ISBN 5-484-00544-2.

 Аннотация

Книга посвящена истории исследований в области органической химии белковых веществ. Рассматриваются первые попытки выделения, изучения свойств и состава белковых веществ и химического синтеза белка; освещаются философские и методологические предпосылки этих работ. Прослеживается развитие представлений о строении белковых веществ, дается краткий очерк современных исследований строения белков и работ по химическому синтезу природных пептидов и белков.

Книга рассчитана на широкий круг читателей: научных работников, специализирующихся в области биохимии, органической и биоорганической химии, преподавателей, аспирантов и студентов химических и биологических факультетов университетов и других вузов, а также специалистов в области истории науки и всех, кто интересуется историей химии, биологии и биохимии.


 Оглавление

 От автора
 Введение
  Литература
I. ПЕРВЫЕ ПРЕПАРАТЫ БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ
 Выделение клейковины
 Химические и медицинские знания во второй половине XVIII в.
 Исследования белковых веществ растений
 Исследования белковых веществ животных
  Литература
II. БЕЛКИ КАК НОВЫЙ КЛАСС ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
 Работы А.Ф.Фуркруа
 Работы Л.-Н.Воклена
 Химия белковых веществ в первой четверти XIX в.
  Литература
III. ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ
 Первые данные об элементном составе белковых веществ
 Эмпирические формулы белковых веществ
  Литература
IV. ТЕОРИЯ ПРОТЕИНА
 Создание теории протеина
 Критика теории протеина
  Литература
V. ПЕРВЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ БЕЛКА
 Изучение протеоз и пептонов
 Гипотеза В.Кюне
 "Элементарные ряды" А.Я.Данилевского
 Уреидная теория П.Шютценберже
 Работы А.Косселя
 "Кирины" М.Зигфрида
  Литература
VI. АМИНОКИСЛОТЫ В СОСТАВЕ БЕЛКОВЫХ МОЛЕКУЛ
 Открытие первых аминокислот
 Изучение свойств и состава аминокислот
 Аминокислоты в составе белковых молекул
  Литература
VII. ЭМИЛЬ ФИШЕР И ПЕПТИДНАЯ ТЕОРИЯ
 Совершенствование методов исследования белков
 Методологические принципы Э.Фишера
 Работы Э.Фишера по синтезу аминокислот
 Методы разделения аминокислот
 Доказательство полипептидного строения белка
  Литература
VIII. ТЕОРИИ ЦИКЛИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ БЕЛКА
 Развитие физико-химических методов исследования белков
 Дикетопиперазиновая теория строения белка
 Другие циклические теории строения белка
  Литература
IX. РАЗВИТИЕ ПЕПТИДНОЙ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ БЕЛКА
 Развитие пептидной теории
 Работы Э.Вальдшмидт-Лейтца
 Гипотеза строения белковой молекулы Д.Л.Талмуда
 Гипотеза М.Бергмана
 Успехи общей и аналитической химии белков
 Установление структуры инсулина
 Изучение конфигурации белковых молекул
  Литература
X. ПРОБЛЕМА СИНТЕЗА БЕЛКА В КОНЦЕ XIX В.
 Проблема белка и протоплазмы в конце XIX в.
 Первые синтезы белковоподобных веществ
  Литература
XI. ЭМИЛЬ ФИШЕР И СИНТЕЗ ПЕПТИДОВ
 Первые методы синтеза пептидов
  Литература
XII. НАСЛЕДИЕ Э.ФИШЕРА И Т.КУРЦИУСА
 Кризис пептидной теории и синтетические исследования
 Развитие методов синтеза пептидов
  Литература
XIII. ПОЛИАМИНОКИСЛОТЫ
 Полимеризация эфиров аминокислот
 Полимеризация N-карбоксиангидридов аlpha-аминокислот
  Литература
XIV. СИНТЕЗ ПРИРОДНЫХ ПОЛИПЕПТИДОВ И БЕЛКОВ
 Строение индвидуальных белков и синтез пептидных гормонов
 Химический синтез инсулина
  Литература
XV. РАЗВИТИЕ ХИМИИ БЕЛКА В СССР
 Становление химии белка в СССР
 Основные направления развития химии белка в СССР
 Современные направления химии белков и пептидов в СССР
  Литература
 Заключение
  Литература
 Именной указатель

 От автора

За последние десятилетия мы стали свидетелями превращения классической химии природных соединений в современную биоорганическую химию. Наравне с молекулярной биологией биоорганическая химия составляет в настоящее время основу комплекса биохимических наук, изучающих процессы жизнедеятельности на уровне молекул и надмолекулярных образований, входящих в состав клеток.

Развитие биоорганической химии, так же как и развитие молекулярной биологии, было закономерным проявлением аналитического, редукционного цикла истории современной биологической науки. Этому процессу предшествовали изменения в отдельных элементах структуры биологической химии и, прежде всего, изменения методического аппарата. Прочно вошли в обиход методы функционального анализа, необычайно развились и видоизменились методы синтеза. В лабораторную практику прочно вошли различные методы хроматографии и электрофореза, фильтрации на гелях, противоточное распределение, рентгеноструктурный анализ, изучение спектров ЭПР и ЯМР, дисперсии оптического вращения и т.п. Изменение методического вооружения привело к накоплению нового обширного эмпирического материала, требующего систематизации, обобщения и осмысливания. Однако эта закономерная фаза процесса познания проходила в необычных, ранее не встречавшихся условиях. Внедрение новых методов привело к необычайному ускорению темпов научной работы. Интуитивные поиски методологических подходов, характерные для ранних этапов развития биохимии, приобрели новую окраску. Помимо типично органохимических задач, связанных с установлением строения и синтезом новых веществ, биоорганическая химия приступила к решению кардинальных проблем теоретического обоснования функциональных характеристик важнейших биологически активных соединений.

В связи с этим на первое место среди традиционных объектов исследования были поставлены биополимеры -- белки и нуклеиновые кислоты, функционирование которых в организме составляет химическую сущность процессов жизнедеятельности, в том числе процессов их самовоспроизведения.

Совсем недавно казалось, что история органической химии белковых веществ подошла к определенному логическому завершению. На последней фазе исследований, от установления строения индивидуальных белков, инсулина и рибонуклеазы до их химического синтеза, казалось, были решены основные проблемы классической химии белка, стоявшие перед исследователями в течение более чем двух веков. Стремлением показать внутреннюю завершенность этих промежуточных стадий были, в частности, продиктованы три наших исследования, посвященные истории органической химии белка. Но эта законченность, хотя ее невозможно отрицать, составляет лишь одну сторону развития проблемы белка. Формирование современной биоорганической химии, так же как и молекулярной биологии, помимо всего перечисленного нами выше, имело еще одну особенность -- тенденцию к комплексному подходу в решении проблем как новых, только приобретающих определенность в рамках возникающих направлений, так и старых, сложившихся.

Примером новой проблемы является проблема морфопоэза, возникновения надмолекулярных организованных комплексов.

Примером старой проблемы можно считать проблему синтеза белка в широком ее понимании, включая вопросы биосинтеза и различные аспекты внебиологического каталитического синтеза белковоподобных или белковых молекул.

Комплексный подход к проблеме белка вызвал необходимость сформулировать ряд новых задач как фундаментального, так и прикладного, в первую очередь медико-биологического характера. Эти проблемы составили новую систему, создание которой характеризовалось стремлением не только к расчленению объекта, но и к осознанию места микрообъекта или микропроцесса в сложных иерархических системах. Изучение интегрированных систем объектов, а также осознание существования самого процесса интеграции является одной из наиболее важных тенденций развития современной биоорганической химии и молекулярной биологии.

Эта тенденция связана, естественно, с разработкой ряда методологических проблем. Применительно к проблеме белка это выразилось в стремлении сблизить биологические исследования, в частности исследования биосинтеза, с чисто химическим изучением образования и превращений белковых молекул. Конкретное выражение этот процесс находит в перекрестном использовании критериев, в разработке новых форм доказательств (биологических применительно к химии, химических -- к биологии), а также в постулировании некоторых новых ведущих положений. Одним из таких положений является признание матричных механизмов синтеза белков единственным путем создания индивидуальных белковых молекул.

Возникновение новых тенденций было очень быстрым процессом. Появление новых фактов, дополняющих или корректирующих сложившуюся картину, сильно затрудняет историческое исследование, так как сами исторические оценки нередко зависят от событий сегодняшнего дня. Поэтому в данной работе, пытаясь проследить всю историю органической химии белка от ее истоков до сегодняшнего дня, мы невольно изменяли масштабы исторического анализа. Более детально были освещены начальные фазы исследований и менее подробно -- современные этапы, достаточно знакомые специалистам по текущей литературе и многочисленным обзорам.

Одной из важных обязанностей историков науки является восстановление целостной картины исследований прошлого, уже забытых специалистами, но без которых невозможно понять не только последовательность появления основных идей, но и закономерности и темпы их смены или развития.

Автор признателен сотрудникам сектора истории химии и библиотеки Института истории естествознания и техники АН СССР за внимание к его работе. Автор выражает глубокую благодарность Е.Д.Каверзневой, консультировавшей диссертационную работу, по материалам которой написана эта книга. Автор благодарен также Ю.А.Овчинникову, В.К.Антонову, Г.В.Быкову, Б.Ф.Поглазову, В.М.Степанову, Я.П.Страдыню, знакомившимся с рукописью на разных стадиях ее подготовки и сделавшим ценные замечания.

Автор признателен П.Катсояннису, Б.Мерифилду, С.Муру, М.Перутцу, Л.Полингу, Ф.Сенгеру, У.Стейну, Г.Цану, приславшим материалы и фотографии.

Большую помощь в подборе редкой и труднодоступной литературы автору оказали сотрудники Государственной библиотеки СССР им.В.И.Ленина, а также Научной библиотеки им.А.М.Горького Московского государственного университета, библиотеки Института истории естествознания и техники АН СССР, фундаментальной библиотеки АН ЛатССР и многих других республиканских и университетских библиотек.


 Введение

Столкновение исторического и прогностического в современных историко-научных исследованиях -- естественное следствие интереса к вопросам развития ультрасовременных, направлений науки. Именно к таким направлениям принадлежит химия белка.

Уже в середине 50-х годов проблемы, связанные с развитием химии белка, заняли прочное место в прогностической литературе. В 1957--1958 гг. в США были составлены прогнозы развития науки и техники на 60-е годы. Еще ранее, в конце 40-х годов, были составлены прогнозы на два десятилетия вперед по трем группам показателей: теоретические исследования, изобретения и экспериментальная техника, массовое производство. Обе системы прогнозов уделяли место успехам, которых ожидали в области химии белка. При этом интересно следующее обстоятельство. В прогнозах, составленных в конце 40-х годов, фигурировали как ожидаемые события синтез пептидных гормонов и расшифровка структуры индивидуальных белков. Но оба этих события произошли раньше предсказанных сроков [1]. В прогнозах 50-х годов более или менее точно были предсказаны некоторые достижения в области химии полимеров; прогнозированный синтез инсулина также имел место на 5 лет раньше намеченного срока.

Таким образом, в ближайшем будущем историко-научное исследование неизбежно должно будет включать также сопоставление прогнозов с реальным ходом событий. Однако как само прогнозирование, так и оценка прогнозов неизбежно предполагают достижение определенного уровня изучаемой проблемы. Химия белка достигла такого уровня лишь в последние два десятка лет, когда стало возможно более или менее определенное формулирование фундаментальных и прикладных целей.

Все перечисленное выше служит лишь дополнительным объяснением причин того интереса, который вызывает изучение развития химии белка.

Целью настоящей работы было исследование развития органической химии белка, составляющей стержневое направление классической химии белковых веществ. Такое ограничение было сделано нами по следующим причинам.

Во-первых, развитие представлений о типе, а затем о деталях строения белковой молекулы было ключевой проблемой, которую невозможно было обойти при создании любых производных теорий функций и свойств белковых веществ, будь то биологические или физико-химические построения. Судьба исследований коллоидных свойств белков в 20--30-х годах нашего века, а также первых гипотез о процессах синтеза белков наглядно подтверждает это положение.

Во-вторых, органическая химия белка в своем историческом развитии характеризуется своеобразной логикой смены или модификации основных проблем, спецификой формирования некоторых положений, типичных только для этой отрасли органической химии, и, наконец, значением основных своих выводов для развития уже не только химических, но и биологических проблем. История учения о белке до наших исследований [2, 3] была темой лишь одной обзорной статьи Г.Виккери и Т.Б.Осборна [4], увидевшей свет в 1928 г. Общим вопросам химии белка и ее истории был посвящен ряд кратких, обычно не превышавших двух-трех страниц, очерков-вступлений к отдельным монографиям или обзорным докладам и лекциям [5--7]. Очень поверхностно вопросы развития химии белка затрагивались в курсе общей химии белков В.Скворцова [8], в монографии Ф.Либена [9], а также в работе Н.Ф.Толкачевской [10].

Работы по истории общей и органической химии дают весьма слабое представление о месте проблемы белка в ряду проблем органической химии. Сюда относятся как старые работы К.Шорлеммера [И], Б.Н.Меншуткина [12], П.И.Вальдена [13], Э.Гьельта [14], так и более новые -- Ф.Тейлора [15], А.Аида [161, М.Джуа [17] и Д.Партингтона [18]. Кроме того, во всех перечисленных изданиях, за исключением двух последних, приведено много неточных, а иногда и ошибочных данных.

Истории формирования представлений о белках как химических индивидах не было посвящено ни одного специального исследования (см. [19]). При рассмотрении общих вопросов понятий "химический индивид", "химическая индивидуальность" в применении к белкам мы пользовались работой 3. И.Шептуновой [20], а также небольшой, но очень интересной книгой А.В.Шубникова [21]. Некоторые частные вопросы, связанные с введением понятия "химический индивид" в химию на рубеже XVIII--XIX вв., разбирались с привлечением работ А.Лавуазье [22], А.Фуркруа [23--25] и др.

Не имелось исторических исследований, посвященных проблеме химического синтеза белка, хотя история органического синтеза в целом неоднократно служила темой специальных исследований (см., например, работы [26, 27]), что частично облегчило нашу задачу по воссозданию исторического фона данной проблемы.

В последние годы резко возрос интерес к истории биологической химии, как таковой. Вслед за упоминавшимися нашими работами, а также работами В.Н.Гутиной [28, 29] и С.С.Кривобоковой [30] труды по истории биохимии появились и за рубежом. В 1972--1974 гг. вышли из печати три фундаментальных исследования, посвященных различным аспектам истории биологической химии. Это работы М.Флоркена [31], Д.Фрутона [32] и Г.Лестера [33]. К сожалению, авторы этих работ не были знакомы с грудами советских историков биохимии.

Структура работы, в частности разделение на главы, определилась выделением трех взаимосвязанных проблем. Однако эти проблемы -- проблемы химической индивидуальности, строения и синтеза белковых веществ -- исторически неравнозначны. Если от предварительного решения первой из них зависела сама возможность определенной трактовки результатов химических исследований белковых веществ, методологическая направленность исследований, а от второй -- формирование всего комплекса проблем современной химии белка, то с решением последней связано осознание перспектив в развитии химии белка и изменение методологических акцентов в проблеме белка в целом.

Общее между ними -- это их методологическая значимость, определяющая характер и течение основных периодов развития химии белка. Кроме того, каждая из этих проблем включала предыдущую, иногда в видоизмененной, иногда в неявной, скрытой форме. Так, только изучение строения белковой молекулы могло, по существу, привести к решению проблемы химической индивидуальности белков, но в дефинициях классической органической химии. Одновременно проблема строения оказалась ключом к проблеме состава, а также способствовала более углубленному пониманию значения соотношения между химической и биологической индивидуальностью белковых веществ. Это имело немаловажное значение для развития работ по синтезу и биосинтезу белка.

Практически не имелось сведений о развитии знаний о белках в XVIII -- начале XIX в. Мы попытались восполнить этот пробел использованием возможно большего количества материалов. В связи с этим имеет место определенная диспропорция: более ранние этапы развития химии белка излагаются более подробно с привлечением побочных исторических сведений. Однако это было оправданно, так как некоторые, давно отошедшие представления и суждения требовали более подробных объяснений.

При изложении материала мы придерживались хронологической последовательности, при этом главы, посвященные проблеме синтеза, выделены и излагаются параллельно с историей изучения строения белковых веществ.

В истории химии белка смещение определяющих факторов различного порядка (или их удельного веса) происходило незаметно. В отдельные периоды развитие исследований стимулировалось общим ходом развития химии и биологии, что характеризовалось постановкой широких проблем и определением дальних перспектив. Но затем, в рамках этого процесса, решающую роль начинали играть внутренние факторы и соответственно внутренняя логика исследований. Это характерно для послефишеровского этапа развития химии пептидов.

Наиболее интересными, естественно, были моменты "уравновешивания сил" -- соответствия задач и возможностей их решения (методологических и методических). При этом мы старались обратить, хотя бы кратко, внимание на формирование философских и методологических предпосылок этих фаз усиленного развития данного направления, "фаз успеха".

Необычность проблемы белка в целом, в особенности проблемы его биокаталитических функций и синтеза, позволила нам, как кажется, выявить некоторые аспекты влияния химических представлений на биологические аспекты развития этих проблем.

Биологическая химия (вернее комплекс биохимических наук) представляет собой почти хрестоматийный пример типичного механизма междисциплинарного взаимодействия. Но, несмотря на свою хрестоматийность, этот пример еще очень далек от детальной разработки, в том числе исторической. Между тем вопрос взаимодействия химии и биологии очень сложен и его решение как с методологических позиций [34], так и с чисто классификационных [35] требует максимальной исторической и проблемной детализации.

Несколько особняком стоит еще одна проблема, сравнительно новая, но представляющая несомненный интерес. Это проблема соотношения химической и биологической индивидуальности белков. Вероятно, только при историческом изложении можно установить генезис этой проблемы и понять значение ее как в методологии перехода познания живого к познанию неживого (редукционизм применительно к биологической стороне проблемы выступает здесь как механизм перенесения новых принципов в область химии), так и в методологии сравнительной и эволюционной биохимии и химической генетики. Мы не можем здесь рассматривать эту проблему и ограничиваемся лишь выделением некоторых деталей.

Энтузиазм, с которым приступили к синтезу белковых веществ в 80--90-х годах прошлого столетия, был связан с общим подъемом естествознания, биологии и химии в том числе. Однако оценка перспектив в той и другой науке была различной. Здесь очень убедительно сказалось, пожалуй, впервые среди наук биологического комплекса, противоречие между натурфилософским подходом по существу и последствиями внедрения точных методов в сферы биологии. Необходимо помнить, что это было время, когда формировалась точка зрения, что явления жизни суть проблемы, к которым возможен такой же научный подход, как и к проблемам физики и химии [36].

Мы уже писали о логической завершенности рассматриваемых нами направлений химии белка. Это также в определенной мере повлияло на границы исследования. Лишь в необходимых пределах рассматривались вопросы истории физической и коллоидной химии белков, так же как и вопросы истории изучения биокаталитических функций белков, изложенные нами в специальной монографии [37].


 Об авторе

Алексей Николаевич ШАМИН (1931--2002)

Родился 29 августа 1931 г. в Москве. Окончил Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова. Доктор химических наук, профессор. Работал в Институте биохимии им. А.Н.Баха АН СССР, затем во Всесоюзном институте научной и технической информации (ВИНИТИ) АН и СМ СССР. В 1962--1996 гг. работал в Институте истории естествознания и техники имени С.И.Вавилова РАН. С 1967 г. профессор истории фармации Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова. Профессиональный историк науки (аспирантура ИИЕиТ -- 1962--1964 гг., докторская диссертация там же -- 1970 г.). В 1990 г. избран Исполнительным директором Фонда науки (с 1997 г. -- Фонд науки им. Ю. А. Овчинникова).

Основные направления исследований: история науки, история химии и биологической химии, история фармации, науковедение. Специалист в области истории научной книги (автор каталога инкунабулов естественно-научного, медицинского и математического содержания, хранящихся в библиотеках мира). В последние годы изучал организационно-финансовую структуру науки зарубежных стран, проблемы формирования научного потенциала различных стран и регионов.

Автор более 300 работ, в том числе 15 монографий, ряд которых переведен на иностранные языки. Под его руководством защищено 18 кандидатских и 2 докторских диссертации. Действительный член Международной академии информатизации, Европейской ассоциации истории медицины и здоровья, Американского общества истории науки и Общества истории алхимии и химии (Великобритания). Член редколлегий журналов "Биология в школе", "Вопросы медицинской, биологической и фармацевтической химии", "Вопросы медицинской химии", серий "Классики науки" и "Памятники науки" (РАН).

В 1988--1992 гг. -- президент Комитета по истории науки Международного биохимического союза (International Union of Biochemistry). В 1989--1993 гг. -- член Высшего экологического совета Российской Федерации. Председатель Специализированного совета по специальности "История науки и техники -- химические науки" (ИИЕиТ РАН). В 1997 г. был избран Американским биографическим институтом "Человеком Года" по специальности "история науки". В 1998 г. был награжден Международным орденом "Order of International Ambassadors" и Серебряной медалью Кембриджского биографического центра.

За время, прошедшее с первого издания книги, выдающиеся открытия в области химии белка были удостоены Нобелевских премий: Э.Фишер и Э.Кребс (США) открыли ряд ферментов, обратимо фосфорилирующих белки (премия 1992 г.); Дж.Фенн (США), К.Танака (Япония) и К.Вуетрич (Швейцария) разработали мощные аналитические инструменты для изучения крупных молекул, подобных белкам (премия 2002 г.); А.Цехановер, А.Гершко (Израиль) и И.Роуз (США) наглядно продемонстрировали, что процесс разрушения белка в клетках является результатом серии химических реакций, которые нуждаются в дополнительной энергии и проходят при обязательном участии полипептидного маркера -- убиквитина (премия 2004 г.).

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце