Нелегко давалось нам его решение. Оказалось, радиация вызывала повреждение молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты. ДНК — это своего рода матрица-штамп для наработки готовых деталей, молекул белка. Если повреждался "штамп", начиналось производство "бракованных деталей". Радиопротекторы временно замедляли изготовление "штампа" — самой молекулы ДНК. В результате при облучении повреждалось меньшее количество "штампа" и как следствие нарабатывалось меньше "бракованных деталей". Более того, за это же время "починочные ферменты" успевали во многом восстановить поврежденную молекулу ДНК.
Ответив на один из трудных вопросов, мы стали пытаться решить и другой: а как ухитряется молекула противолучевого лекарства тормозить работу ферментов, которые отвечают и за биосинтез ДНК, и за наработку энергии? Снова потребовалось несколько лет напряженных научных поисков.
Дело, оказывается, заключается в следующем. У противолучевых лекарств, таких, как меркамин и пропамин, есть очень активная в химическом отношении сульфгидрильная группа. Так вот оказалось, что, когда радиопротектор вводили в организм животного, его сульфгидрильная группа взаимодействовала с сульфгидрильной группой фермента. Иными словами, между ферментом и лекарством образовывалось нечто вроде мостика. Вместо того чтобы реагировать с веществами, с которыми фермент обязан был реагировать, он попадал в компанию радиопротектора. Эта временная "дружба" отвлекала фермент от его обычной деятельности. Если бы взаимоотношения фермента и радиопротектора затянулись на больший срок, это бы ни к чему хорошему для организма не привело.
Нам это удалось доказать прямыми опытами. Мы нашли соединения, которые образовывали более длительно существующие химические связи между радиопротектором и ферментом. И что же? Вместо ожидаемого противолучевого лекарства в таком случае получалось химическое соединение, повышающее чувствительность организма к рентгеновским и гамма-лучам. Это еще раз свидетельствовало, что образование связи между радиопротектором и ферментом должно быть только временным, после чего фермент мог бы возвратиться в исходное состояние. Затянувшаяся "дружба" с радиопротектором становилась опасной.
Разгадка механизма действия лекарств — это работа не только интересная, но и в высшей степени азартная, как, впрочем, и любая другая творческая работа.
Вот перед нами формула лекарства. Здесь есть над чем подумать. Какая из функциональных групп этого химического соединения ответственна за его лечебные свойства?
Формула меркамина на бумаге выглядит до обидного простенькой. Вот аминная группа, вот сульфгидрильная. Попробуем заблокировать аминную группу и посмотрим, что из этого получится. Дело сделано. Аминная группа прикрыта. А сохранятся ли противолучевые свойства меркамина? Ставим соответствующие опыты на животных. Проходит значительный промежуток времени. Ответ весьма убедительный — противолучевые свойства лекарства снизились, но не пропали.
А если сохращпъ амицную группу и заблокировать сульфгидрильную? Радиозащитные свойства химического соединения резко падают. Тогда будем последовательны до конца — заблокируем и аминную и сульфгидрильную группы. Что будет теперь? Противолучевые свойства меркамина утеряны.
Тогда давайте поступим по-другому: сохраним обе функциональные группы, но сделаем молекулу подлиннее, совсем немного, всего на один углеродный атом. Теперь перед нами уже новое химическое соединение. Не меркамин, а пропамин. У него новые свойства. В частности, более мощное радиозащитное действие. Может быть, есть смысл синтезировать более длинную молекулу? А вдруг откроем еще более активное лекарство?
Молекула получена. Но не тут-то было. Коса, как говорится, нашла на камень. Новое соединение не обладает никаким радиозащитным действием. Вроде бы и сульфгидрильная и аминная группы есть, но увы. Оказывается, за радиозащитные свойства несет ответственность вся молекула в целом. Видоизменять ее и "улучшать" лекарство можно только в определенных пределах.
Наш рассказ о противолучевых лекарствах подошел к концу. История их открытия имеет, конечно, свои неповторимые особенности, но в то же время в методах изучения радиопротекторов много общего с исследованием других лекарственных соединений. И все же следует признать: молекулярные механизмы действия радиопротекторов изучены значительно лучше многих других медицинских препаратов. Наверно, это не случайно. Атомный век требует от биологов быстрых ответов на поставленные вопросы.