Многие структурные и ферментные белки содержат две или более субъединиц (мономеров), соединенных между собой иековалентными связями. Например, лактат-дегидрогеназа, отнимающая от молочной кислоты водород, и киназа фосфорилазы Ь, превращающая малоактивную фосфорилазу Ь в высокоактивную фосфорилазу а, состоят каждая из четырёх субъединиц. Расщепление фермента на субъединицы лишает его активности или резко снижает ее. Из субъединиц построены и сократительные белки мышц — миозин и актин: первый — из пяти субъединиц, а второй — из очень большого числа глобулярных молекул й-актина. Расщепление этих сложных структур высоким давлением и препятствие сборке субъединиц О-актина в фибриллярный Е-актин делает невозможным взаимодействие между этими белками и мышечное сокращение. Установлено также, что давление 101 100 кПа (1000 атм), соответствующее глубине 10 км, лишает актомиозин мышц корюшки его ферментативной активности, способности трансформировать химическую энергию АТФ в механическую энергию мышечного сокращения, а у карпа снижает ее на 50 %, затрудняет высокое давление и дерепрессию генов, полимеризацию РНК, сборку рибосом в полирибосомы, а следовательно, и синтез белков. Наконец, высокое давление изменяет структуры клеточных мембран и уменьшает их проницаемость.[ ...]
Мы не будем касаться морфологической стороны приспособления — особенностей форм и строения глубоководных организмов, так как молекулярная основа этого неизвестна. Да и для выяснения молекулярных основ адаптации организмов к высоким давлениям сделано еще не так много. Прежде всего установлено различие между свойствами белков глубоководных организмов и животных, совершающих значительные вертикальные миграции под водой: у первых белки сохраняют свои высшие структуры, а ферменты оптимально работают только при больших давлениях, к которым они нечувствительны, но претерпевают существенные изменения при понижении давления; у вторых белки не реагируют на большие перепады давления. Чем обусловлены эти свойства, мы пока не знаем. Возможно, что они зависят от особенностей высших структур белков и от каких-то условий внутриклеточной среды, способствующих сохранению этих структур и благоприятному изменению объемов компонентов различных биохимических реакций. Тут может играть роль присоединение к белку каких-то веществ, снимающих ингибирующее влияние высоких давлений. Так, фрукто-зодифосфат (один из промежуточных продуктов гликолиза) снимает ингибирующее влияние давления на чувствительный к нему фермент — пируваткиназу.[ ...]
Большую опасность для обитателей глубин представляет перемещение по вертикали (особенно быстрое). Почти все глубоководные животные при поднятии их на поверхность в тралах оказываются мертвыми. У рыб при этом пищевод выпячивается изо рта, а кишечник — из анального отверстия, глаза выходят из орбит, чешуя отстает и отпадает. Но есть ряд животных, хорошо переносящих такие перемещения, например поднимающиеся на поверхность и быстро ныряющие в глубину акулы, макрели и живущие придонно ракообразные. Известный исследователь морских глубин В. Биб привязывал омара снаружи своей батисферы, подвергая его при погружении разности давлений 10 110 кПа (100 атм), и омар возвращался живым и неповрежденным. Вообще омары, лангусты и креветки, извлекаемые на поверхность моря, всегда остаются живыми и активными. Что лежит в основе такой адаптации, мы еще не знаем. У рыб же, резко меняющих глубину пребывания, одной из приспособительных особенностей является отсутствие плавательного пузыря, заполненного воздухом, объем которого при быстром поднятии резко расширяется.[ ...]
Вернуться к оглавлению