Амінокислоти як лікарські препарати

У клінічній медицині застосовуються препарати гідролізати білків, окремі амінокислоти та їх похідні. Як засоби для парентерального живлення використовуються препарати, які являють собою продукти кислотного або ферментативного гідролізу білків тканин органів великої рогатої худоби. Ці препарати забезпечують білкове живлення організму та позитивний азотистий баланс у хворих після значної втрати білків, наприклад, при опіках, а також у хворих після операцій на органах шлунково-кишкового тракту. Такими препаратами є гідролізин, що являє собою гідролізат білків з домішком глюкози, гідролізат казеїну, амінопептид, амінокровін-гідролізат білків крові людини з домішком глюкози, фібриносол - продукт повного гідролізу фібрину, амікан, поліамін та ін.

Як плазмозамінюючі і антигеморагічні засоби застосовуються, наприклад, желатиноль - колоїдний розчин частково гідролізованого харчового желатину, а також такі препарати, як протамін сульфат, альбумін, який одержують із плацентарної сироватки або плазми донорської крові людини, антилімфолін-Кр.

Як фармпрепарати застостовуються такі амінокислоти та їх похідні: глутамінова кислота як ефективний засіб, що стимулює окислювальні процеси в тканині мозку, а також зв'язує утворений аміак; препарати ГАМК (у-аміномасляна кислота), що є продуктом декарбоксилювання глутамінової кислоти і виконує роль нейромедіатора центральної нервової системи (аміналон, пантогам).

Гідрохлорид гістидину застосовується для лікування гепатитів, виразкової хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки. Широко використовуються такі препарати як панангін - калієва та магнієва сіль аспарагінової кислоти, метіонін, який є донором метильних груп і бере участь у синтезі адреналіну, ряду ферментів, а також застосовується для лікування атеросклерозу завдяки своїй ліпотропній дії.

Останніми роками був отриманий лікарський препарат на основі амінокислоти гліцину, який сприяє синтезу лецитину, запобігаючи таким чином утворенню стеросклеротичних бляшок.

Поняття про синтез білків

Біосинтез білка є центральним питанням біохімії. Розкриття його має важливе теоретичне і практичне значення. Вчення про біосинтез білка тісно пов'язане з такими найважливішими проблемами, як спадковість, мінливість, пристосовуваність, природний відбір, виведення нових форм рослинних і тваринних організмів, розробка методів керування процесами життєдіяльності організму.

Розшифровка процесів біосинтезу білка і його регуляції має першорядне значення і для охорони здоров'я, у тому числі, - для фармації, дозволяє розібратися в природі спадкових захворювань,

Вперше на наукових засадах це питання стало розглядатися у другій половині XIX сторіччя.

На той час більшість вчених вважали, що біосинтез білка в організмі йде за реакцією, зворотною протеолізу (гідролізу) завдяки оборотності дії ферментів протеїназ, але для цього їм необхідно створювати дещо інші умови дії. Отже, білки можуть синтезуватися в присутності протеолітичних ферментів шляхом сполучення вільних амінокислот.

Проте отримати вихідний білок з певною біологічною активністю не вдавалося, в цих дослідах розташувати амінокислоти (як продукти гідролізу білка) у визначеному порядку було неможливо, оскільки синтез ішов хаотично.

На початку XX ст. німецькі вчені Е.Фішер і Е.Абдергальден намагались вирішити ці питання хімічним шляхом. Е.Фішеру вдалося синтезувати поліпептидний ланцюг із 18 амінокислот, а Е. Абдер-гальдену - із 19, але більшого вони не змогли досягти, оскільки до цього часу мало що було відомо про будову білкової молекули, і рівень експериментальної техніки був низьким. На той час у науці про білки продовжувало панувати помилкове уявлення, що обов'язковою частиною протоплазми є особлива речовина білкової природи -«протеїн», яка й забезпечує в усіх живих організмах життєві функції

У 30-40-х роках ХХ сторіччя з'явилася теорія про шляхи біосинтезу білка, згідно з якою з амінокислот в організмі спочатку будуються невеликі пептиди, а потім вони об'єднуються й утворюють довгі поліпептидні ланцюги. Надалі це було спростовано за допомогою методу мічених атомів, який показав, що вихідними продуктами для біосинтезу білка є амінокислоти.

Великі успіхи в цій галузі були досягнуті починаючи з 50-х років, коли була остаточно розкрита структура білків.

У шістдесяті роки було здійснено перший синтез специфічного білка - гормону інсуліну. Синтез тривав довго: було проведено 223 хімічні операції, робота здійснювалась 10 співробітниками протягом 3 років (Ф.Сенгер та ін.). Вихід був мізерним, і синтезований гормон спочатку був біологічно неактивним. Це пояснювалось тим, що амінокислоти - це активні сполуки і, щоб вони вбудувалися у певне місце поліпептидного ланцюга, їх активні групи необхідно було захистити, а потім захист усунути, що вимагало багато часу і зайвих операцій. В організмі такі білки синтезуються протягом 1-3 хвилин, оскільки біосинтез є матричним. Потім синтез інсуліну було здійснено в багатьох країнах, але з меншими витратами часу.

У 1962 році Р. Меррифільдом було запропоновано конструктив-ніший метод одержання пептидів, так званий твердофазний синтез (матричний). Його сутність полягала в тому, що поліпептидний ланцюг нарощувався на твердому носії - полімерній смолі. Йому вдалося за невеликий строк синтезувати фермент рибонуклеазу, яка складається зі 124 амінокислот.

Починаючи десь із 50-х років XX сторіччя, численні та різнобічні дослідження великої групи вчених багатьох країн показали, що місцем біосинтезу білка є рибосоми; були відкриті тРНК, встановлено роль ДНК, різних видів РНК і ферментів у процесі білкового синтезу. Це сприяло розкриттю основних етапів біосинтезу білків та їх послідовності.