Прошло почти полтора десятка лет с той поры, как Гунар Чипенс — один из воспитанников известной в Латвии научной химической школы академика Густава Ванага — вместе с молодыми коллегами закладывал основы методики синтеза новых гормональных препаратов. В те годы под его руководством вышли на поприще большой науки молодые химики Пётр Романовский, Айгар Паварс. Они повторили тогда в лабораторных условиях весь процесс образования ангиотензина, который происходит в природе. Один грамм этого соединения способен повысить кровяное давление у десяти миллионов людей, оно может предотвращать шоковые и коллаптические состояния.
И если тогда они сообща изучали только первые подходы к созданию гормональных препаратов, выявляя закономерности целенаправленного синтеза, то сегодня делают это, определённо зная, какое соединение должно получиться. Проблемы синтеза решаются на тончайшем молекулярном уровне, и здесь необходимы знания химиков, физиков, фармакологов, биологов, биохимиков и даже математиков. Такими именно специальностями обладают сотрудники большого институтского отдела, выросшего из лаборатории химии пептидов.
Хотя у Гунара Чипенса, уже доктора химических наук, теперь немало забот как у директора Института органического синтеза Академии наук Латвийской ССР, он по-прежнему стоит во главе большого комплекса исследований по химии пептидов, создавая свою школу в этой области.
Что же такое пептиды? К ним относится группа органических веществ, в молекулы которых входит несколько аминокислот, соединённых между собой подобно звеньям цепочки, чем больше звеньев, тем, соответственно, длиннее цепочка. Чтобы создать медицинские препараты, относящиеся к пептидным гормонам, надо было понять, как поведёт себя в организме новое соединение, изучить механизм взаимодействия гормона и клетки.
— В организме человека, — рассказывает Чипенс, — каждую долю секунды совершается множество различных химических реакций, происходят они в сотнях миллиардов клеток строго согласованно по месту и времени с другими процессами. Наводят этот порядок таинственные регуляторные механизмы, изучение которых — одна из основных задач современного естествознания.
Мы беседуем в большом директорском кабинете. Фактически мемориальном. Шесть лет назад отсюда навсегда ушёл Соломон Аронович Гиллер — первый директор и создатель института. С тех пор в кабинете ничего не изменилось: большой дизайнерский гобелен неброских пастельных тонов всё также отражается в стёклах стенного шкафа, где стоят строгими рядами книги, монографии, обобщённые труды по материалам всех симпозиумов, конференций и совещаний, в том числе и международных. Но уже без Гиллера на его столе в 1980 году появилась маленькая фигурка золотого Меркурия на тёмной мраморной подставке — международная награда за развитие производства медикаментов и международное сотрудничество.
В конце шестидесятых годов в лаборатории Чипенса были начаты исследования тонких механизмов действия, молекулярной структуры и функций пептидных гормонов, изучение закономерностей их взаимодействия с оболочкой (мембраной) клетки. Мембрана, отдельные участки которой выполняют функции рецепторов, представляет собой динамический комплекс различных белков и липидов со многими другими соединениями.
Тогда-то здесь выдвинули своё объяснение: как именно взаимодействует пептидный гормон с рецептором в организме. Связь между органом управления и органом — исполнителем осуществляется посредством сигнала. Он возникает тогда, когда молекула гормона взаимодействует с рецептором клетки. Так на молекулярном уровне передаётся биохимическая информация. При её передаче существенное значение имеет форма молекулы. Пептидные гормоны, как и белки, построены из двадцати природных аминокислот, длинной нитью вытянувшихся одна за другой. Каждый гормон отличается от другого числом и последовательностью аминокислот в молекуле, как слова нашего языка отличаются числом и последовательностью букв. Однако, в отличие от слов, информация в молекулах гормонов может быть закодирована и пространственными формами нитей аминокислот. Нить может быть изогнута или свёрнута в пространстве самым причудливым образом.
Природа придумала так, что молекула гормона отлично «знает» свой адрес, тот именно рецептор на клеточной оболочке, с которым ей надо вступить во взаимодействие. При таком контакте взаимно изменяется их пространственная молекулярная структура, рецепторная система переключается из неактивного состояния в активное, и возникает вторичный сигнал. Тогда-то и происходят дальнейшие биохимические превращения внутри клетки, в конце концов — ответная физиологическая реакция.
— Основываясь на этих явлениях, — продолжает Гунар, — мы выбрали для дальнейшего изучения группу пептидных гормонов, действующих главным образом на гладкую мускулатуру, и разработали теоретическую модель их структурно-функциональной организации и взаимодействия с рецепторами. Мы строили эту модель, исходя также из теории информации и теории биохимической универсальности.
