65
использовать вещества, изменяющие или останавливающие другие важные
метаболические процессы, такие как клеточное дыхание, фотосинтез, работу
цитоскелета и т.д.
Встречающиеся в природе ингибиторы биосинтеза белка разнообразны по
химической структуре и механизму действия. Избирательное ингибирование
строго определенных звеньев механизма синтеза белков, характерное для
многих природных соединений, позволяет использовать их как инструмент в
научных исследованиях. Например, с помощью токсина бледной поганки α-
аманитина экспериментатор может избирательно ингибировать
эукариотическую РНК-полимеразу II, не затрагивая работу других РНК-
полимераз клетки. Избирательно “выключить” тот или иной этап синтеза
белковой молекулы можно с помощью антибиотиков. Например, рифамицин
ингибирует транскрипцию (на стадии ее инициации), пуромицин – трансляцию
(на стадии элонгации
). Другие примеры антибиотиков и механизмы их
действия изложены в таблице 1.
В медицине наиболее широкое применение нашли ингибиторы
биосинтеза белка, выделяемые микроорганизмами с целью подавления
конкурентов. Таким действием – бактериостатическим, бактерицидным –
обладают многие антибиотики. Антибактериальные соединения медицинского
назначения должны ингибировать синтез белка исключительно у прокариот, но
не у эукариот, и быть малотоксичными
для человека. В медицине также
используются ингибиторы синтеза белка противоопухолевого назначения,
принцип действия которых основан на большей восприимчивости к ним
белоксинтезирующих структур раковых клеток.
Ниже приведены примеры соединений, ингибирующих различные этапы
биосинтеза белка. Соединения сгруппированы в соответствии с задачами
межорганизменных взаимодействий, для решения которых они используются.
Отметим, что для решения разных
экологических задач могут
использоваться вещества с одинаковым биохимическим механизмом действия.
Например, у растений действующие одинаковым способом небелковые
аминокислоты участвуют как в защите от фитофагов, так и в подавлении
конкурентов: из-за структурного сходства аминоацил-тРНК-синтетазы
активируют их как обычные аминокислоты, присоединяя к тРНК. Однако
сходство небелковой аминокислоты с обычной
лишь частичное, поэтому как у
растения-непродуцента, так и у фитофага либо полностью ингибируется синтез
белка, либо синтезируются дефектные белки. Растение-продуцент защищено от
собственных токсинов благодаря наличию аминоацил-тРНК-синтетаз,
способных различать белковые и небелковые аминокислоты и не использовать
последние в качестве субстрата.
С другой стороны, для решения одной и
той же экологической задачи
могут использоваться ингибиторы синтеза белка, обладающие абсолютно
разным механизмом действия. Так, для подавления конкурентов бактерии
продуцируют соединения, мишенью которых являются как нуклеиновые