Проанализируем, какого типа новые биологически активные вещества можно найти в экстремофилах, в каком направлении перспективно использовать их в медицине. Первый тип веществ — это традиционные для живого мира вещества: ДНК, РНК, ферменты, липиды, полисахариды и другие, которые в экстремофилах выполняют те же функции, что в мезофилах, но в их структуре имеются некоторые изменения, обеспечивающие выполнение этих функций в аномальных условиях. У многих термофильных бактерий содержится ДНК с большей долей гуаниновых и цитозиновых оснований, чем у мезофильных видов, иногда содержание этих соединений в ДНК составляет 70% молярных процентов (Логинова и др., 1977), что повышает термоустойчивость ДНК.
ДНК-зависимая РНК-полимераза (РНК-нуклеотидилтрансфераза) из Thermus thermophilus отличается по структуре от аналогичного белка из мезофильных организмов, т. е. существующих при стандартных условиях. Активность белка из термофилов в 4—5 раз выше, чем у мезофильного аналога; резко различается термостабильность этих белков: при 70° С мезофильный белок полностью теряет активность через 10 мин; а термофильный полностью сохраняет ее даже через 3 ч (Логинова и др., 1977). Сходные данные можно найти для многих других белков, в том числе для ряда аминоацетиллирующих ферментов, аспартокиназы, глутаминсинтетазы, некоторых гликолитических ферментов, экзогенных протеаз, различных синтетаз и т. д. (Кашнер, ред., 1981).
Учитывая возрастающую роль ферментов как лекарственных средств, более активные и более стабильные ферменты экстремофилов могут во многих случаях заменить ферменты из мезофилов. Так, например, известно, что протеазы растительного происхождения используются как противоотечные средства (Вольф, Рансберг, 1976). В то же время протеаза из Bacillus caldolyticus, обладая при температуре 37° С активностью несколько более высокой, чем мезофильная протеаза, имеет оптимум активности при 70° С и не меняет своей активности при выдержке в течение 8 ч при 80° С (Логинова, Егорова, 1977).
Второй тип представляют вещества, характерные только для экстремофилов, которые осуществляют либо стабилизацию макромолекул и субклеточных структур, либо регуляцию «традиционных» биохимических процессов в экстремальных условиях.
Примерами стабилизаторов могут служить некоторые компоненты дезоксирибонук-леопротеида и мембраны из ацидофильного организма Thermoplasma acidophilum. В Thermoplasma найден специфический гистоноподобный белок, который ассоциируется с основной ДНК организма, повышая ее термостабильность и, возможно, предохраняя от депуринизации кислотой (Searcy, 1975).
Этот организм отличается одной из самых жестких мембран, большую часть углеводов которой составляет необычный липополисахарид—диэфир (маннозо)24-глюкозоглицерина (Mayberry-Carson et al., i974). Безусловно, эти вещества играют свою роль в том, что названный организм, лишенный клеточной стенки, имеет оптимум роста при рН2 и температуре 59° С, устойчив к ряду физических и химических агентов: нагревание до 100°, неионным детергентам, к ферментам протеазе, трипсину и лизоциму (Belly, Brock, 1972).
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков