Хлорофиллы-долгожители

Не все, конечно, идет гладко.

Хлоропласты очень неустойчивы (их вырвали из живой ткани) ив искусственно приготовленных растворах быстро разрушаются. Но сейчас научились продлевать их жизнь до месяца: есть надежда этот срок значительно увеличить, прикрепляя хлоропласты к поверхности специальных белковых молекул.

Это общий принцип удлинения жизни фермента, если его замечательные свойства хотят использовать в промышленном или полупромышленном синтезе. Называется он иммобилизацией иначе фиксацией, прикреплением к определенному месту (обычно к разного типа твердым поверхностям). Мера понятная, ибо в естественной среде - в клетке - все ферменты встроены в биологические мембраны.

Вторая проблема для модельных систем с хлоропластами - увеличение срока жизни хлорофиллов.

Обычно молекула хлорофилла, поглотив квант солнечной энергии, передает один из своих возбужденных электронов другим содержащимся в хлоропластах веществам. Так начинается цепь странствования электрона, в ходе которого в хлоропластах запасается энергия и идет биосинтез - образование Сахаров.

Это в норме. Но может случиться и так, что хлорофил л вступит в непосредственный контакт с кислородом и самоокислится, погибнет.

Такие ошибки происходят сравнительно редко - примерно один раз на 100 тысяч случаев. На первый взгляд это немного. Однако если учесть, что каждая молекула хлорофилла должна функционировать большие сроки, то, значит, создание комфортных условий для хлорофиллов в хлоропластах становится острой проблемой.

И в естественных условиях хлорофиллы служат недолго. Но живая клетка непрерывно заменяе! выбывшие из строя детали новыми - идет непрерывная регенерация рабочих частей. Обновляется и состав хлорофиллов. И даже хлоропластов.

В искусственной системе этого нет. И здесь задача - постараться превзойти природу. Сделать хлорофиллы долгожителями, которые к тому же и в старости не теряли бы своих рабочих качеств...

Теперь о гидрогеназе.

Этот фермент присутствует в клетках синезеленых водорослей - поэтому-то они в атмосфере инертного газа и способны выделять водород - помните? Открытие Гафрона.

В клетках высших растений гидрогеназа, видимо, отсутствует. Отсюда и необходимость в такой хитрой комбинации: "хлоропласты - переносчик метилвиологен - гидрогеназа".

Так возникает задача получения в больших (если дело дойдет до промышленного получения водорода) количеств гидрогеназы.

Требуется изыскать и отобрать и наилучшие источники гидрогеназы (водоросли, бактерии?..).

Прежде чем гидрогеназа будет получена в чистом виде (золотисто-желтый порошок в химической колбе), многое надо совершить.

Вот резервуар, огромный ферментер, где выращивают бактериальную (если получать тидрогеназу из бактерий) массу. Вот также внушительных размеров центрифуги, где отделяют нужное от балласта. После осаждения в атмосфере аргона при температуре 4 градуса по Цельсию бактериальную массу дробят, разрушают ультразвуком. Затем кашицу из дробленых бактерий прогревают ао 75-80 градусов - надо осадить неустойчивые к высоким температурам белки. Потом в дело идут хроматография, электрофорез... И (наконец-то!) исследователи получают нужный продукт - чистую гидрогеназу - тот самый золотисто-желтый порошок.

Работа идет на всех уровнях: исследовательском, технологическом, инженерном. Сколько уйдет времени - годы, десятилетия? -никто не знает, но все (иначе невозможно работать!) надеются на обозримые сроки и конечный успех.