БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 1

БИОХИМИЯ

Л. Страйер, в 3-х томах

Перевод с английского канд. биол. наук М.Д.Гроздовой,

Под редакцией академика С.Е.Северина

ТОМ 1

В книге ученого из США на самом современном научном уровне рассмотрены основные проблемы биохимии и молекулярной биологии, на русском языке книга выходит в трех томах.

В первом томе приведены данные по строению биологических макромолекул, образованию, превращению и хранению энергии в клетке, структуре и функциям ферментов и других биологически активных белков, а также по «молекулярным» болезням.

Предназначена для биохимиков, молекулярных биологов, физиологов, химиков, медиков, для студентов, аспирантов и преподавателей биологических, химических и медицинских специальностей.

Предисловие редактора перевода

Книга Страйера представляет собой оригинальное, очень удачно составленное руководство по общей динамической биохимии, которое можно горячо рекомендовать специализирующимся по биохимии студентам университетов, аспирантам, а также преподавателям, ведущим занятия по биохимии в различных высших и средних специальных учебных заведениях. В книге отлично изложены данные о динамике превращений биологически важных соединений и подробно разобраны ферментативные основы обмена веществ и энергии. Несмотря на обстоятельность изложения и сложность приводимых, вполне современных данных по биохимии и молекулярной биологии, материал излагается настолько просто и интересно и с такими замечательными иллюстрациями, что разобраться в нем не представляет сложности даже для относительно мало подготовленного читателя. Использовать книгу Страйера как справочное издание по биохимии невозможно: в ней нет таблиц, характеризующих состав крови, мочи, органов и тканей, нет описания свойств и структуры различных биологически важных соединений, но зато строго последовательно разбирается и оценивается физиологическая значимость их превращений. Есть, как мне кажется, и упущения. Например, в книге ни слова не сказано об α- и ω-окислении жирных кислот, тогда как описание нарушения ос-окисления дает возможность остановиться на одном из интересных наследственных заболеваний и обсудить процессы гидроксилирования, играющие существенную роль при различных реакциях обмена веществ. Во многих других случаях весьма уместно приводятся примеры наследственных заболеваний, связанных с выпадением синтеза того или другого фермента. В этом отношении данная книга представляет несомненный интерес и для врачей, желающих пополнить свое биохимическое образование.

С большим удовлетворением можно констатировать, что в последние годы переводная биохимическая литература пополнилась после отличного учебника А. Ленинджера такими фундаментальными руководствами, как «Биохимия» Д. Мецлера (М.: Мир, 1980) и «Основы биохимии» А. Уайта, Ф. Хендлера, Э. Смита и др. (М.: Мир, 1981). Надо думать, что среди этих книг учебное руководство Страйера займет достойное и почетное место, быстро приобретет популярность у заинтересованных читателей и выполнит таким образом важную роль в распространении и углублении биохимических знаний в нашей стране.

С. Е. Северин

Предисловие ко второму изданию

Развитие биохимии в последние годы шло поразительно быстрым темпом. Этот прогресс расширил наши представления о молекулярных основах жизни и стимулировал развитие многих новых областей исследования. К числу важнейших направлений современной биохимии следует отнести анализ последовательности нуклеотидов в ДНК, создание и клонирование новых сочетаний генов, выяснение механизмов регуляции метаболических процессов, изучение мембранного транспорта и превращения энергии. Одна из задач, которой я руководствовался при подготовке настоящего издания-введение в текст данных, полученных уже после выхода в свет первого издания.

Я стремился улучшить качество книги как учебника, используя новый материал при обсуждении общих тем, где это было возможно, и неоднократно возвращаясь к тем или иным принципам. Я также стремился к тому, чтобы изложение предмета биохимии оставляло впечатление интеллектуальной мощи и красоты.

Я приношу благодарность Томасу Эмери, Генри Эпстайну, Александру Глейзеру, Роджеру Корнбергу, Роберту Мартину, Джеффри Склару за советы, критические замечания и поддержку в процессе подготовки этого издания. Роберт Болдуин, Чарльз Кантор, Ричард Каприоли, Дэвид Эйзенберг, Алан Фершт, Роберт Флеттерик, Герберт Фридман, Хорейс Джексон, Ричард Кейнс, Сун-Хоу Ким, Аарон Клюг, Артур Корнберг, Дэниел Кошланд, Самюэль Латт, Винсент Марчези, Дэвид Нелсон,

Гарт Николсон, Вернон Ои, Роберт Ре- нтал, Карл Родс, Фредерик Ричардс, Джеймс Ротман, Питер Сарджент, Говард Шахман, Иоахим Силиг, Эрик Шу- тер, Элизабет Симонс, Джеймс Спудич, Теодор Стек, Томас Стейтц, Юдит Стенн, Роберт Трелстад, Кристофер Уолш, Симон Уитни и Бернхард Уиткоп также давали мне ценные советы.

Патриция Миттелыптадт отредактировала оба издания книги. Я высоко ценю ее вклад и критические замечания. Я благодарен Донне Солмон за ее замечательные рисунки. Множество прекрасных электронно-микроскопических снимков мне предоставили Дэвид Слейтон, Дэвид Дресслер, Джон Хёйзер, Линн Мерсер, Кеннет Миллер, Джордж Палладе, Нигель Ануин и Робли Уилльямс. Бетти Хоган перепечатывала рукопись и была незаменимым помощником при подготовке ее к печати. Кэри Лейден и Карен Марзотто тщательно выверили гранки. Я хочу поблагодарить также Майкла Грейвса как отличного фотографа.

Моя жена Андреа и сыновья Майкл и Дэниел охотно согласились принять эту книгу в члены нашей семьи. Я глубоко благодарен им за терпение и оптимизм. Андреа дала мне много полезных советов относительно стиля изложения и расположения материала в этом издании, так же, как и в предыдущем.

Я глубоко тронут множеством писем читателей по поводу первого издания. Их соображения и критика оказались для меня весьма полезными и послужили стимулом для дальнейшей работы. Я надеюсь на продолжение этого диалога с читателями и в будущем.

Август 1980 г.

Люберт Страйер

Предисловие к первому изданию

Эта книга-плод накопленного мною опыта преподавания биохимии студентам старших курсов и дипломникам, а также студентам-медикам в Йейле и Станфорде. Я ставил себе целью изложение общих принципов биохимии так, чтобы читатель усвоил основные концепции и овладел биохимической терминологией. Кроме того, мне хотелось, чтобы читатель почувствовал и оценил процесс поиска и открытия в биохимии. Фундаментальные биохимические принципы излагаются при обсуждении следующих основных тем:

1. Конформация-на примере связи между пространственной структурой белков и их биологической активностью.

2. Выработка и накопление энергии.

3. Биосинтез предшественников макромолекул.

4. Информация-накопление, передача и экспрессия генетической информации,

5. Молекулярная физиология-взаимосвязь между информацией, конформацией и метаболизмом в физиологических процессах.

Раскрытие на протяжении последних лет пространственной структуры белков, нуклеиновых кислот и других биомолекул значительно расширило наши представления о молекулярных основах жизни. Излагая этот аспект биохимии, я очень широко пользовался молекулярными моделями, чтобы создать живое представление об архитектуре и динамике на макромолекулярном уровне. Другой вдохновляющий и прекрасный аспект биохимии, это ее все возрастающая связь с медициной. Я привожу много примеров такой связи. Обсуждение молекулярных болезней, в частности серповидноклеточной анемии, или механизма действия таких лекарственных препаратов, как пенициллин, обогащает преподавание биохимии. Наконец, я постарался обрисовать некоторые новые увлекательные области современных биохимических исследований, например, молекулярные основы возбудимости.

При подготовке этой книги я широко пользовался советами, критическими замечаниями и поддержкой многих коллег и учеников. Лерой Худ, Артур Корнберг, Джеффри Склар и Уилльям Вуд дали мне ценную консультацию относительно общей структуры книги. Ричард Каприоли, Дэвид Коул, Александр Глейзер, Роберт Леман и Питер Ленджиел ознакомились с большими разделами рукописи и дали очень много полезных советов. Я крайне обязан Фредерику Ричардсу за те мысли, которыми он поделился со мной относительно конформации макромолекул, и за подробные указания, как лучше изображать пространственную структуру. Дэрик Баундс, Томас Брокер, Джек Гриффит, Хью Хаксли и Джордж Палладе предоставили мне замечательные электронно-микроскопические снимки. Я также очень благодарен Ричарду Дикерсону, Дэвиду Эйзенбергу, Мойзесу Эйзенбергу, Генри Эпстайну, Джозефу Фрутону, Мишелю Голдбергу, Джеймсу Гризолиа, Ричарду Хендерсону, Харви Химелю, Дэвису Хогнессу, Дейлу Кайзеру, Самюэлю Латту, Сьюзан Лёви, Винсенту Марчези, Пиеру Муру, Аллану Озерову, Джордану Поберу, Расселу Россу, Эдварду Райху, Марку Смиту, Джеймсу Спудич, Джоан Стейтц, Томасу Стейтцу и Алану Ваггонеру, советами и критическими замечаниями которых я воспользовался при подготовке этой книги.

Приношу благодарность Государственному фонду за предоставление денежных средств, позволивших мне приступить к написанию этой книги. В самое трудное время мне помогли Роберт Глейзер, Терран Киннан и Квигт Ньютон. Одна из задан, которую я поставил перед собой, состояла в том, чтобы достичь полного единения слова и рисунка и как можно живее и нагляднее изобразить химические превращения и пространственные структуры. Отсюда-моя особая признательность Донне Солмон, Джону Фостеру и Джейн Фостер за выполненные ими рисунки, графики и схемы. Немало людей в Йельском университете способствовало завершению моего труда. Я особенно благодарен Маргарет Бентон и Шарен Уэстин за перепечатку рукописи, Уилльяму Полларду-за фотографирование пространственных моделей и Марте Скарф за обеспечение компьютерных изображений молекулярных структур (эти изображения легли в основу многих иллюстраций). Большую помощь мне оказали также сотрудники Научной библиотеки во главе с Джоном Харрисоном.

Значительная часть книги была написана в Аспене. Я должен выразить благодарность Физическому центру в Аспене и Институту патобиологии, любезно принимавшим меня не одно лето. У меня сохранились самые теплые воспоминания об увлекательных дискуссиях по проблемам биохимии и молекулярным аспектам медицины, происходивших в прекрасном парке Института патобиологии или во время прогулок по живописным окрестностям. Большое удовольствие доставляло также посещение концертов в Аспене, особенно после целого дня интенсивной работы.

Я искренне благодарен своей жене Андреа и детям Майклу и Дэниелу за их поддержку, терпение и доброе отношение на протяжении всего того времени, пока писалась книга. Они действительно участвовали в ее рождении, процесс которого оказался длительнее, чем предполагалось. Андреа давала мне советы по поводу стиля и расположения материала, а также обратила мое внимание на замечание китайского ученого XIII века Тай-Т’уна (Tai T’ung, The Six Scripts: plinciples of Chinese writing): «Если бы я ждал совершенства, то никогда не закончил бы книгу».

Я буду рад любым замечаниям читателей.

Октябрь 1974 г.

Люберт Страйер