Исследования химии

Наряду с исследованиями химии чеснока успешно продвигалось и изучение лука. В 1961 г. финский биохимик Виртанен (который в 1945 г. получил Нобелевскую премию по химии) показал, что в луке содержится транс-( + )-S-( 1 -пропенил)-Ь-цистеин- сульфокснд — структурный изомер аллиина (см. нижний рисунок на с. 60). По химическому составу оба соединения одинаковы, однако структура у них разная, а именно: различается ориентация атомов при двойной связи, которая, как указывает цифра 1 в названии, находится непосредственно у атома серы. Транс-( + )-S-(l-npo- пенил)-Ь-цистеинсульфоксид является предшественником лакриматорно- го фактора — вещества, вызывающего слезы (ЛФ). Фермент аллиназа лука превращает предшественник в ЛФ.

Химическая формула лакрима- торного фактора C3H6SO. Этой формуле отвечают более 50 соединений с различной химической структурой. Виртанен постулировал, что истинная структура лакрима- торного фактора соответствует формуле СН3СН = CHS(0)H, а не

CH,CH = CHS—О — H; во втором случае атом кислорода расположен в основной цепи углеродного скелета молекулы. (Оба соединения называются «троне-1-пропеисульфеновая кислота».) Одновременно У. Уилкинс, в то время студент Корнеллского университета, предложил другую структурную формулу лакриматор- ного фактора — С2Н5СН = SO; такое соединение называется S-окись про- пантиоальдегида. Через 10 лет, в 1971 г. М. Бролниц и Дж. Паскаль из International Flavors and Fragrances Company (Юнион-Бич, шт. Нью- Джерси) подтвердили предположение Уилкинса.

Итак, в чесноке фермент аллиназа превращает аллиин в сильно пахнущее вещество — аллицин. В луке такой же фермент превращает предшественник лакриматорного фактора в лакриматорный фактор. Однако ал- линазы чеснока и лука действуют не только на эти молекулы, но и на некоторые другие; в таких случаях химики говорят, что фермент обладает широкой субстратной специфичностью. Субстратами аллиназ являются серу- содержащие соединения, которые синтезируются в чесноке и луке различными путями, но исходным веществом всегда служит серу содержащая аминокислота цистеин. Под действием аллиназ образуются разные сульфеновые кислоты, общая формула которых RSOH, где R может быть аллилом СН2=СНСН2, 1-пропени- лом СН3 — СН = СН, метилом СН3 или пропилом С3Н7. В качестве побочных продуктов в этих реакциях получаются пируват CHjC(0)C0^" и аммиак NHj.