Аминокислоты, ферменты и распознание источника пищи

Аминокислоты, ферменты и распознание источника пищи. Часть 1. (Тим Пейсли)

Статья Тима Пейсли посвящена аминокислотам, ферментам и механизму распознанию источника пищи карпом. Автор рассуждает на эту тему в ракурсе химической науки. Как карп знает, что приманка, которую ему предложили - съедобна? Откуда карп знает, что здесь представлена пища? Почему быстро работающие приманки не имеют долговременного эффекта? Ответы на эти и другие вопросы читайте в этой статье.

"Жизнь - это химическая функция", - Антуан Лавуазье

«Что посеешь, то и пожнешь», как правильно заметил Дерек Стриттон (и остальные тоже, наверное). Похоже, именно такая ситуация имеет место с аминокислотами, аттрактантами и способами распознания источника питания карпом. В 70-е и 80-е годы я был увлечен этой темой и провел годы за размышлениями, пытаясь найти ответ на вопрос: «Каким образом это происходит?» В качестве подтверждения серьёзности моего подхода, в конце статьи я указал источники, от которых отталкивался. Статья была опубликована в другом формате в Carp Fisher -4 (1983) и в моей книге «Carp!». Я вернулся к этому материалу, поскольку не так давно мы получили статью, несколько неточную. В ней не учитывались предыдущие наработки по этой теме. В нижеследующем тексте есть несколько моих собственных гипотез, но по большей части это научные воззрения, заимствованные из научных книг и газет. Они подкреплены личными наблюдениями и опытом применения аминокислот и связанных с ними веществ на рыбалках на протяжении многих лет. Вопрос настолько сложный, что такую статью было бы лучше разбить на две части, чтобы полностью раскрыть тему и рассказать о моих практических наработках и выводах.

Какое-то количество лет назад Фред Уилтон опубликовал свою теорию относительно способности карпа различать питательную ценность приманок. По мнению Уилтона, со временем карп будет выбирать именно ту приманку, которая способна удовлетворить его потребности в питательных веществах. Надеюсь, что это достаточно точное краткое изложение того, что вкладывал в свою теорию Фред. Его статьи на эту тему появились в серии номеров журнала «Carp», выпускаемых BCSG (British Carp Study Group), а потом были опубликованы все вместе в «Третьей книге BCSG». Потом автор объединил свои открытия, или ту их часть, которой был готов поделиться, в книге Джорджа Шермана «Карп и карпятник». Вскоре сжатая версия оригинального текста Фреда появилась в книге Рода Хатчинсона «Карп: вдохновения». Хотя изначально многие относились к теории Фреда скептически, были карпятники, которые верили каждому его слову. Они пожинали плоды успешного применения ранних питательных приманок. Степень приятия этой теории с годами возрастала. В состав многих приманок стали включать ингредиенты, впервые использованные и затем описанные Фредом.

Середина 70-х, я занимался ловлей карпа «всерьез» второй сезон. Именно тогда я узнал о «Законе Фреда», и тема распознания карпом источника питания с тех пор навсегда увлекла меня. Будет не совсем точно, если я скажу, что ни разу не сомневался в теории Фреда. В то время меня сбивал с толку большой акцент на белках (и до сих пор сбивает, в некоторой степени). Кроме того, я совершенно ничего не знал о питании - вовсе неидеальные обстоятельства, в которых вообще можно пытаться сделать какие-либо выводы. Но таким и было мое увлечение карпами, и все остальное, связанное с ними: я всей душой желал учиться новому. Я стал сопоставлять собственные наблюдения за реакцией карпа на приманку с чтением случайных книг, которые могли пролить свет на этот вопрос. С середины до конца 70-х, в то время как я боролся с относительной важностью углеводов, протеинов, жиров, витаминов и минералов, появилось первое тихое упоминание о том, что карп распознает некоторые свободные аминокислоты.

Мне не понадобилось много времени, чтобы убедить себя в обоснованности теории о распознании карпом питательной ценности приманок. Хотя я не мог найти никаких ссылок на этот феномен в литературе. Феномен никак не ограничивался только одним карпом как представителем животного царства. Он подтверждался пищевыми предпочтениями карпа в долгоиграющей перспективе, и это подтверждение было очевидным всегда, если на минуту упустить из вида слово «протеин». Новость о распознании карпом свободных аминокислот сразила меня, будто удар молнии. Не просто из-за всех тех карпов, которые могли оказаться в моем подсаке благодаря этой информации. Но и потому что невозможно изучать белки без учета жизненно важной роли, которую играют аминокислоты в питании и в природе. Для меня последствия были ошеломляющими. Карпа стимулировали некоторые аминокислоты, базовый элемент всей той структуры, на основании которой природа построила свою империю. Конечно, это говорило о том, что карп оказывался гораздо более сложным существом, чем кто-либо из нас (большинство из нас) мог предположить. Я упорно изучал литературу, потому что хотел понять смысл; понять научный механизм распознания питательной ценности приманок.

Я изучал аминокислоты, и вооружился смутным пониманием основных 20-ти, которые формируют основу белка. Начал эксперименты с теми из них, которые, по логике, должны были наиболее легко распознаваться карпом: те, которые легко растворяются в воде. Но реакция была невыраженной или вообще отсутствовала. 18 разочаровывающих месяцев спустя я испытал комбинацию, которая, как мне сказали, использовалась Диком Уэйлом и Леном Банном в их оригинальных приманках «Black Magic Bait». (Рецептура этих приманок была основана на результатах исследования института Lowestoft относительно аттрактивности аминокислот). Результаты отличались от водоема к водоему. Где-то они были положительными. Но мой небольшой успех с аминокислотами никак не способствовал пониманию предмета, поскольку положительную реакцию получали не растворимые в воде аминокислоты. (Аминокислоты классифицируют как гидрофильные и гидрофобные, растворимые или нерастворимые. Начать эксперимент с водорастворимыми аминокислотами казалось мне логичным и обоснованным, в то время как успех нерастворимых аминокислот сбивал меня с толку. Другая классификация разделяет их на два класса: D-аминокислоты и L-аминокислоты, ее я коснусь позже. Насколько мне известно, только левовращающие L-аминокислоты имеют значение в контексте карповой ловли).

Кроме известного факта эффективности только L-форм аминокислот, я не мог выделить для себя никаких других категорий аминокислот, которые работали бы как привлекатели. Я был растерян и продолжал экспериментировать с приманками «ВПЦ», испытывая различные питательные составляющие. Вот на этом этапе я находился, когда вышла первая книга Рода Хатчинсона «Карповая книга Рода Хатчинсона». Это было в 1981 году. Глава, посвященная аминокислотам, содержала ключ к пониманию, который раньше ускользал от меня. Если быть более точным, этот ключ подтверждал что-то, о чем я думал как о невозможном. С тех пор попытки разобраться в механизмах распознания питательной ценности стали все больше и больше увлекать меня. Я зашел в тупик в своих попытках разобраться в этом предмете, поскольку тот факт, что карп распознавал в большей степени гидрофобные (нерастворимые) аминокислоты не укладывался в моем ненаучном сознании.

В 1981 году вышла книга Рода, и его выводы (результаты упорных исследований и практических экспериментов), подтвердили мои «открытия». Но он пошел дальше, заявив, что аминокислоты имеют наибольший стимулирующий потенциал тогда, когда находятся в изоэлектрическом состоянии - в наименее растворимом и в наиболее стабильном виде. Получается, что карп реагировал на нерастворимые вещества! Не могу описать словами свое восхищение по этому поводу. Где-то в глубине зарождалось объяснение процесса, но оно все еще находилось за пределами моего понимания.

Я понимал, что должен начать все сначала и двигаться в другом направлении. Я ничего не знал о воде, кроме того, что она мокрая. Наверное, если бы я мог хотя бы наполовину понимать воду как таковую, все это выглядело бы для меня более осмысленно. Думаю, я искал некую «форму» воды, которая могла бы объяснить, почему привлекающие аминокислоты должны быть левовращающими.

Вода. Здесь мне нужно углубиться в химию, потому что это важно в контексте обсуждаемого предмета. Вода - это жидкий воздух, и представляет собой с молекулярной точки зрения соединение атомов водорода и кислорода, и ионизированные ионы. Молекулы связаны вместе и формируют всю структуру воды. Здесь могут произойти молекулярные взаимодействия, то, чему мы можем дать свободное определение - «туннелирование» (ионизация, ковалентное соединение, водородные связи). Ученые сомневаются в том, каким в точности образом происходят эти взаимодействия, ну или такие сомнения имели место в то время, когда я изучал эту тему. (Я не буду снова погружаться во все это!) Другими словами, нерастворимое в нашем представлении вещество способно передавать сообщения в воде посредством атома водорода. Если вам сложно понять всю важность этого, представьте, что аминокислота - это мобильный телефон на аккумуляторе. Вы можете отправлять сообщения, пока не сядет батарея. Но когда передача останавливается, у вас останется телефон и (разряженная) батарея.

Вот краткое содержание двухлетних исследований. Все, что они принесли - это концепцию о способности аминокислот (и, возможно, белков) передавать информацию, и проясняли еще несколько аномалий. «Запах» в водной среде основан на молекулярных взаимодействиях между передатчиком и приемником. Донор и акцептор, как это называют ученые, или кислота и щелочь. Я снова зашел в тупик и испытал разочарование. Любое движение вперед вызывало восхищение и радость, но и очень утомляло. Биохимия мало интересовалась тем, что происходит в мире карпов. Биохимики дали ясное понимание влияния pH и температуры на белки и ферменты (последние также являются белками), и в целом уделяли внимание взаимодействиям в водной среде. Книги же по биологии вовсе не уделяли внимание этому предмету (за редкими исключениями). Вот так обстояли дела, пока мой друг Дейв Престон не прислал мне одну из статей Хара, так что весь этот процесс с точки зрения карпа начал приобретать осмысленные очертания. Хара подтверждает, что есть общие элементы в аминокислотах, которые обладают стимулирующим эффектом, помимо того, что они должны быть левовращающими. Еще одно условие - у них должен быть свободный атом водорода (в карбоксильной группе или аминогруппе в случае с белками). Проще говоря, сообщение в воде передает непосредственно свободный атом водорода.

Как насчет приемника? Вот точная цитата из статьи Хара: «Из вышеизложенных фактов следует, что стимулирующий эффект зависит от взаимодействия молекул аминокислот с рецепторными мембранными структурами определенной формы, размера и с определенным распределением заряда. Можно предположить, что «рецептор аминокислоты» должен состоять из связанных заряженных атомов или групп атомов, расположенных в определенном участке молекулярной структуры мембраны».

Дальше он объясняет, что именно устройство рецептора обусловливает то, что только L-формы аминокислот имеют значение в данном контексте. Он также предполагает, что должно быть три подвида рецепторов, и возможно даже четыре, основываясь на способности к различению разных типов аминокислот. На этом он и остановился, по крайней мере, в той статье.

Логически, из-за очевидной связи между предварительным распознанием источника пищи (что признано и учеными, и карпятниками) и известным последующим распознанием питательной ценности уже знакомой приманки, или питательной необходимости, четвертый подвид рецепторов может каким-то образом быть связанным с ферментной системой карпа, если не с самими ферментами непосредственно. Я должен здесь обратиться к другому источнику, чтобы подтвердить, что это вполне может быть правдой. Колин Х. Винн в своей книге «Структура и функции ферментов» говорит об этом, рассуждая о свободных атомах водорода: «Атом происходит из субстрата реакции, коэнзим работает как акцептор атома».

В этой статье я не буду пытаться углубляться в роль ферментов в расщеплении пищи. Но ферменты - сами по себе белки, и некоторые нуждаются в присутствии небольших небелковых соединений в качестве катализатора. Эти небелковые соединения называются «коэнзимы», именно на них ссылается Винн. Другие ферменты могут функционировать не зависимо от коэнзимов. Потому что они (или сам фермент) является акцептором атома водорода, я бы предположил, что для каждого фермента должны быть свои типы взаимодействующих с ним веществ. Это должна быть совокупность ферментов, которые есть у карпа, некое подразделение или сеть, воспринимающая разные вещества и возможно олицетворяющая «четвертый» тип рецепторов.

В контексте темы ферментов и белков в мире карпов, должен сказать: возможно, ошибочно считать, что аминокислоты встречаются только в белках. Фактически существуют 20 аминокислот (в некоторых источниках указывается на 21 или 22), которые являются основой всех белков. Но кроме них есть еще 150, которые выполняют разные функции в метаболизме. Распознание аминокислот карпом не ограничивается только аминокислотами, встречающимися в белках. Самыми эффективными в плане стимуляции являются небелковые аминокислоты. (Тут целое поле для экспериментов-) Природа - опытный конструктор, так что у существования этого механизма должна быть идеальная причина. В некоторых случаях это производство аминокислот, которые карп не может усвоить из источника. Я не занимался проверкой этого на практике, но в то время, когда изучал эту тему, я спросил Хатчинсона, распространяется ли способность карпа к распознанию на пару специфических небелковых веществ, но в то же время были жизненно важными с питательной точки зрения. В то время Хатчинсон очень глубоко вникал в тему и всегда знал ответ на вопрос еще до того, как его задал. Ответ был: «Без сомнений, да». Приведу один пример. Речь об источнике энергии гликогене, который, как некоторые считают, присутствует в сладкой кукурузе.

Зная возможный механизм предварительного распознания пищи, зная о том, что он применим и к белковым, и к небелковым соединениям (преимущественно к липидам и ограниченно к некоторым сахарам) - как же можно объяснить факт узнавания уже знакомого, распознания питательной ценности приманки, с которой карп уже знаком ранее? Откуда карп знает, что то, что он ест - покроет его потребности в питательных веществах? Часто цитируемый ответ «в результате карп чувствует себя лучше» - слишком неточен, поскольку распознание не происходит незамедлительно всегда и везде. Это может сработать в ситуации «один рыболов, одна приманка», но в большинстве случаев так не происходит. В процесс часто вносится путаница самими карпятниками и приманками, которые они используют. Род приводит один пример в своей первой книге, рассказывая о случае, когда карп активно реагировал только на одну приманку, в которой присутствовала комбинация свободных аминокислот, приманку короткого действия. Он использовал растительную базу и предположил, что кратковременное действие приманки связано с тем, что питательная ценность ее не соответствовала сильному привлекающему сигналу, исходящему прежде всего от аминокислот. Это спорный момент, но в то же время - это не мой эксперимент. Я ожидал краткого эффекта по той причине, что так происходило у других. Но у меня этого не произошло, в основном потому что я использовал умеренное количество аттракторов в питательной базе. Отвлекаясь от аминокислот: разве все мы не пользовались приманками, которые очень быстро срабатывают и также быстро прекращают работать? Может быть, мы случайно дали карпу сигнал, который в результате не совпал с реальной пищевой ценностью приманки? Или какая-то часть приманки быстро удовлетворяла некую часть пищевых потребностей, и поэтому быстро завершала свою задачу? Возможно ли, что, когда карп получает ложный сигнал, активируется фермент, вызывающий голод или желание питаться, а организм карпа распознает ложную природу сообщения, если голод или желание питаться не удовлетворяются?

Не беспричинным будет предположить, что, как предварительное распознавание пищевого сигнала, так и его последующее узнавание могут относиться к ферментным системам и коэнзимам карпа и происходить по аналогичным механизмам. Тем из вас, у кого есть достаточный научный базис для развития этой идеи, если эти знания еще не были получены в результате научных исследований 

Комментарии: