то же время кинетика является мощным оружием в руках многих других исследователей, так как ни один другой научный подход по своей универсальности не может с ней сравниться. Конечно, такими свойствами обладают многие метоДЬ, однако кинетика занимает особое место по способности «поляризовать» исследователей на два лагеря, внутри которых характерно различное отношение к этой науке.

Те, кто не понимает и боится математики, часто либо относятся к кинетике с чрезмерным восхищением («Это слишком трудно для меня»), либо выказывают ей чрезмерное неуважение («Кинетика никогда не позволяет доказать выполнимость определенного механизма процесса; она просто опровергает его»). Последнее утверждение, однако, применимо и к любому другому научному методу. Почему же именно кинетика является мишенью для подобной критики? Существуют две близкие причины, объясняющие »то: а) описания методики проведения кинетических опытов часто бывают запутанны и неточны; б) возможности кинетики часто переоцениваются, что приводит к ошибкам.

Автор этой книги, Э. Корниш-Боуден, провел яамечательную работу, искусно «лавируя между Сциллой и Харибдой». Во-пер* вых, основные положения ферментативной кинетики изложены достаточно просто 'и доступны для понимания специалисту «нематематического склада», получившему типичное биологическое образование. Во-вторых, в книге четко указаны ограничения квиетических подходов и подчеркиваются опасности, связанные с иереоценкой возможностей этих подходов. Читатель получает мощное оружие, но его предупреждают, что, если с ним не обра-

10

Предисловие к английскому изданию

щаться должным образом, результат может оказаться обратным желаемому. Это хорошо продуманная книга. Она не охватывает всего того, что составляет предмет кинетики, и это является одним из ее достоинств. Автор выбрал материал из наиболее важных областей кинетики, снабдив его строгими и ясными иллюстрациями, что должно способствовать росту популярности кинетики и лучшему пониманию ее возможностей в решении биологических и энзимологических задач.

Д. Кошланд мл.

От автора

Эта книга предназначена в первую очередь для исследователей, только приступающих к изучению ферментативной кинетики, но я надеюсь, что она окажется полезной и для более подготовленных читателей — научных работников и выпускников высших учебных заведений. Молодым ученым, делающим в науке лишь первые шаги, в особенности химикам и биологам, как правило, довольно Трудно найти пособие, с одной стороны выходящее за рамки элементарного, идеализированного представления о ферментативной кинетике, а с другой — не требующее специальной подготовки. В ферментативной кинетике имеется ряд вопросов (например, вывод уравнений стационарной скорости, анализ кинетических кривых и статистическая обработка результатов), достаточно важных для того, чтобы рассмотреть их хотя бы на элементарном уровне, тогда как до сих пор они либо вовсе не обсуждались, либо обсуждались недостаточно.

Хорошо разбираясь в основах ферментативной кинетики, можно с легкостью ориентироваться во всех вопросах этой науки. По мере своего развития она становится лишь более разветвленной, но не более трудной для понимания. Поэтому, с моей точки зрения, важно тщательно осветить фундаментальные аспекты ферментативной кинетики, и меня скорее можно упрек-вуть в повторном объяснении простых вещей, чем в замалчива* нии сложных. Однако я не ставил перед собой задачи написать исчерпывающе полный научный труд — в книге, например, почти не рассматриваются трехсубстратные реакции. Это сделано не потому, что они имеют второстепенное значение; просто для их изучения можно использовать аппарат, разработанный для более простых реакций, и, следовательно, включение этого вопроса в книгу могло бы привести к усложнению материала в ущерб пониманию.

12 От автора

Стремясь быть последовательным в принципиальных вопросах* я тем не менее намеренно отказался от попытки слепо придерживаться принятой системы обозначений. Например, в одних случаях мне казалось удобнее использовать для обозначения субстрата символ S, а в других — символы А, В и т. д. Аналогичным образом я поступил и при рассмотрении двух основных теорий кооперативности. К сожалению, одна из этих теорий оперирует с константами диссоциации, а другая — с константами ассоциации. Я считаю, что, пытаясь единообразно обозначить эти константы в книге, я оказал бы медвежью услугу исследователям, которые могут запутаться при чтении оригинальной литературы.

Основной акцент в книге делается на изложение принципов ферментативной кинетики, а не сведений об отдельных ферментах; это ни в коей мере не перечень свойств ферментов. Дело не только в том, что уже издан ряд книг, прекрасно выполняющих эту функцию, но также и в том, что имеется настоятельная потребность в пособии, где основы ферментативной кинетики рассматривались бы на промежуточном уровне. Я надеюсь, что настоящее издание поможет выполнить эту задачу.

Многие книги по кинетике, использующие математический аппарат, начинаются с вводной части, предназначенной, по-видиг мому, для того, чтобы внушить читателю чувство уверенности» Данная книга построена по другому принципу, поскольку, как мне кажется, каждому ясно с самого начала, что бесполезно изучать ферментативную кинетику, если бояться простой алгебры и несложных вычислений. Гл. 1 содержит основные выводы химической кинетики. Многие из них должны, быть хорошо известны читателю; включены они для того, чтобы яснее были те допущения, которые используются в последующих главах. В этой главе также кратко рассмотрен анализ размерности величин, который, по моему мнению, является простым и в.то же время мощным методом обнаружения алгебраических ошибок.

Гл. 2, 4, 5 и 6 посвящены основным вопросам стационарной кинетики, обычно рассматриваемым в многочисленных курсах по биохимий, и требуют небольшого специального обсуждения в предисловии. Я несколько отклонился от общепринятой практики, рассматривая отношение VIKm как параметр, имеющий право на само-

От автора

13

стоятельное использование (по крайней мере столь же важный, как и параметр Км)» потому что многие аспекты ферментативной кинетики оказываются гораздо более простыми для понимания и классификации в терминах V и V/Кк, чем в терминах: V и /См- Может показаться, что вопросы, посвященные температурной зависимости скорости ферментативных реакций ¦ (nj» гб), рассмотрены слишком кратко. Объясняется это тем, что,- на мой взгляд, из большого числа исследований по температурной зави> симости ферментативной активности представляют ценность лишь очень немногие работы: как правило, условия эксперимента оказываются выбранными недостаточно удачно для изучения температурной зависимости.

В гл. 3 предпринята попытка объяснить в максимально простой форме наиболее полезные методы, используемые при выводе уравнений стационарной скорости. Исследователь, приступающий к изучению сложных кинетических механизмов, очень быстро сталкивается с тем, что методы, которыми он пользовался в случае очень простых механизмов, фактически бесполезны из-за безнадежно сложных алгебраических выражений, к которым они приводят. Несмотря на то что метод Кинга—Альтмана рассмотрен в общих чертах в нескольких учебниках, сущность его, как мне кажется, можно понять, прочитав лишь оригинальную, довольно сложную статью. Вместе с тем я думаю, что любой, кто пользуется этим важным методом, должен понимать его теоретические основы. Поэтому я попытался объяснить суть метода в ¦возможно более простой форме. Эта глава включает также некс-лорые важные усовершенствования метода Кинга—Альтмана, сделанные в последние годы. .„. .... tvi, ^

Изучение неоперативности (гл. 7) развивалось, в-., отрыве от основных направлений ферментативной кинетики, и это? гвоцщо,, как правило, не рассматривается в учебниках. В процессе^ формирования данного раздела сложились определенные традшщи в отношении терминологии (например, совместное использование констант ассоциации и диссоциации). .При изложении материала в этой главе в частности и до некоторой степени на протяжении всей книги возникал соблазн ввести новые символы и термины, однако я сознательно не уступил ему нигде, за исключением случая, когда для обозначения коэффициента Хилла я ввел сим-

14

От автора

вол h. Этот шаг вполне оправдан, поскольку использование для этой цели буквы п может ввести в заблуждение, а кроме того, это неудобно с типографской точки зрения — обозначение пн слишком громоздко (особенно если лн стоит в показателе степени).

В гл. 8 рассматривается раздел ферментативной кинетики, который биохимики почти полностью игнорировали в течение 60 лет по причинам, уже утратившим силу. Я думаю, что настало время восстановить роль интегральных форм уравнений скорости, которую они утратили с появлением классической работы Михаэлиса и Ментен.

Гл. 9 является введением к изучению быстрых реакций. Од» нако в ней не дается исчерпывающего анализа вопроса, это по-нотребовало бы написания специальной книги. Вместо этого я попытался осветить те аспекты быстрых реакций, которые должны быть знакомы каждому исследователю, оперирующему в основном стационарными скоростями, но понимающему, что иногда может возникнуть необходимость в изучении предстационарных стадий.

Гл. 10 является введением к методам статистической обработки данных. Многие биохимики совершенно необоснованно считают, что владеть этими методами не обязательно. Возрастающая с каждым годом популярность уравнения Лайнуивера—Бзрка говорит о нежелании большинства исследователей тратить время на знакомство с более фундаментальной литературой по анализу экспериментальных данных.

Я очень благодарен д-рам Дж. Нрулису и Д. Кошланду, пробудившим мой интерес к ферментативной кинетике, и некоторым моим коллегам, особенно д-рам Р. Эйзенталю, А. Стореру, К. Вортопу и К. Рену, за многие ценные комментарии по первому варианту этой книги. Благодаря этим советам она значительно выиграла и была избавлена от многочисленных ошибок. Несомненно, часть ошибок все же осталась, как и во всех книгах