Цель однозначна, но не бесспорна

Однако важность того или иного направления в науке чаще всего не может быть оценена столь прямолинейно только по критерию немедленной полез­ности конкретных научных исследований. На протяжении всей истории ор­ганической химии синтетики стремились синтезировать самые различные соединения, выделяемые из живых организмов, часто вне видимой связи с их реальной или хотя бы потенциальной полезностью. Это очень устойчивая тенденция и можно утверждать, что она только усилилась за последние деся­тилетия. Если раньше иногда приходилось затрачивать десятилетия на осу­ществление таких синтезов, то сейчас разрыв между открытием нового при­родного соединения (а такие открытия совершаются в буквальном смысле слова ежедневно) и его полным синтезом сократился до немногих лет, а иногда и месяцев. Законно спросить, зачем делаются подобные синтезы, в чем смысл и значение получения в лаборатории вещества, которое уже было синтезировано в Природе?

Конечно, справедливо утверждение, что во многих случаях сложность и нетривиальность структур природных соединений воспринимаются сами по себе как вызов созидательным способностям Человека и, конечно, для уче­ного невозможно не принять этот вызов. «Почему Вам столь необходимо взойти на Эверест?» — спросили Мэллори, легендарного английского альпи­ниста 20-х годов. «Потому, что он есть!» — был ответ, Однако помимо подоб­ного, может быть несколько романтического, стимула, существует также еще вполне конкретная мотивация необходимости синтеза природных соедине­ний. Дело в том, что живая Природа ничего не делает просто так, для «заба­вы» — ведь биосинтез всегда сопряжен со значительными энергетическими затратами и, если его результатом является получение абсолютно бесполез­ного соединения, то организм-продуцент не имеет шансов выжить в процессе естественного отбора. Поэтому смело можно принять как аксиому, что все, что синтезируется организмами, так или иначе связано с обеспечением их жизненно важных функций, и, следовательно, не может не быть важным и для жизни человека. Это может показаться слишком общим или даже ба­нальным утверждением, но на самом деле по мере эволюции наших знаний нам постоянно предъявляются все новые и вполне конкретные доказательст­ва того, насколько оправдано такое отношение к химии природных соедине­ний. Покажем это на некоторых примерах.

Среди множества природных соединений существует обширный класс изопреноидов (или терпеноидов), включающий тысячи структурно различ­ных соединений, которые объединены единством пути биосинтеза из не­большого числа ключевых предшественников. Роль некоторых соединений этого класса, таких, как витамины А и D или стероидные гормоны, уже дав­но известна: они выполняют важнейшие регуляторные функции в организ­мах млекопитающих. Также понятна практическая полезность ряда других издавна известных изопреноидов, как, например, камфоры, ментола или каучука. Однако долгое время ничего конкретного не было известно ни о функциях, ни о полезных свойствах еще сотен природных соединений этого класса. В результате к 50-м годам XX в. сложилось мнение, что большинство изопреноидов, например растительного происхождения, образуются в жи­вой клетке как физиологически инертный балласт для связывания отходов метаболизма (вторичные метаболиты). При этом как-то даже не ставился та­кой вопрос: а почему все-таки организму потребовалось ценой значительных затрат энергии синтезировать те или иные, иногда очень сложные структуры, если их единственное назначение — обеспечивать функционирование систе­мы удаления «шлаков»? В те времена могло показаться, что лишь професси­ональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску и выделению, изучению строения, а также еще и синтезу все новых и новых природных изопреноидов. Типичная «ин­вентаризация неликвидов, числящихся на балансе природы» — вот мнение, которое авторам доводилось слышать от некоторых ученых-функционеров, откоторых, к сожалению, зависело распределение средств на научные иссле­дования.

Однако уже в 1960-х годах эти представления пришлось радикальным об­разом пересмотреть. В частности было установлено, что не только млекопи­тающие, но насекомые и даже растения широко используют изопреноиды в качестве гормонов. Так, например, одно из поразительнейших биологиче­ских явлений, метаморфоз насекомых — возникновение взрослой особи из личинки через ряд промежуточных стадий, — контролируется тщательно со­гласованным действием ряда гормонов, вырабатываемых соответствующими железами. Одна из таких парных желез, так называемые прилежащие тела (corpora allata), выделяет ювенильный гормон (ЮГ) (8, схема 1.3), который способствует развитию личиночной стадии насекомого. В определенный мо­мент секреция этого гормона падает и резко возрастает секреция другого гор­мона, экдизона (9), вырабатываемого проторакалышми железами, что прекращает рост личинки и «запускает» последующие стадии метаморфоза, приводящие в конечном счете к взрослой особи. Если в этот момент в орга­низм личинки ввести извне некоторое количество ЮГ, то метаморфоз не на­ступает, и она продолжает просто расти в размерах, давая, в конце концов, ги­гантскую, но нежизнеспособную особь.

Оба эти гормона (8 и 9) являются модифицированными изопреноидами [8а]. Самый богатый природный источник ЮГ (8) — брюшной сегмент сам­ца бабочки павлиноглазка Hyalphora cecropia — содержит не более 1—2 мкг на особь. Тем не менее, 8 довольно быстро стал доступным соединением благо­даря тем огромным усилиям, которые были затрачены на его полный синтез [8b]. Выяснение роли и успешный синтез ЮГ вызвали целую лавину иссле­дований, направленных не только на изучение механизма действия этого вещества, но и на создание многочисленных его синтетических аналогов, не­которые из которых нашли практическое применение как инсектициды нового поколения.

Схема 1.3

 

Некоторые терпеноиды растений также выполняют жизненно важные функции гормонов роста и развития. Так, из метаболитов Gibberella fujikuroi — гриба, вызывающего аномальный рост и гибель рисовых побе­гов, — был выделен дитерпен гибберелловая кислота (10). Вскоре было найдено, что кислота 10 и ее многочисленные аналоги, гиббереллины (известно свыше 40 природных соединений этого типа), широко распространены сре­ди высших растений [9а]. Наиболее характерный физиологический эффект гиббереллинов — ускорение роста стебля за счет как деления, так и растяже­ния стенок клетки. Но, как и в случае большинства других гормонов, дейст­вие гиббереллинов не ограничивается только этим эффектом, и они прини­мают участие еще во множестве событий развития и роста растений. Синтез гиббереллина 10, выполненный группой Кори [9b], относится к числу выда­ющихся достижений органической химии. Хотя этот синтез включал более 40 стадий и, конечно, не имеет перспектив практического использования, но вряд ли кто-нибудь может усомниться в его целесообразности, поскольку целью синтеза было получение соединения, являющегося одним из важней­ших регуляторов жизнедеятельности организмов всего царства растений.

Другой терпеноид, абсцизин (11) [10], также выделенный из большого числа растений, играет роль антагониста гиббереллина. Действительно, было обнаружено, что в присутствии 11 подавляется рост побегов и иниции­руется образование «спящих» почек. Таким образом, переход от фазы актив­ного роста в условиях длинного дня к фазе «сна» в условиях короткого дня контролируется балансом содержания в клетках соединений 10 и 11.

Богатейший ассортимент изопреноидов обнаружен среди метаболитов рас­тений и грибов. Среди них встречаются очень сильные токсины, соединения с противоопухолевой и противовоспалительной активностью и антибиотики различного спектра действия. Как правило, очень мало или вообще ничего не­известно о том, какова роль этих веществ в жизнедеятельности организмов-продуцентов. Однако тот факт, что соединения этой группы прояшшют столь Широкий спектр биологической активности по отношению к другим биологи­ческим объектам, не может не рассматриваться как указание, по крайней мере косвенное, на их участие в регуляции каких-то биологических функций, суще­ственно важных для организмов-продуцентов. Это утверждение может пока­заться чисто декларативным, но далее мы приведем примеры того, какие нетривиальные биологические функции могут быть обнаружены, если рас­сматривать тот или иной организм не как изолированную особь, как это дела­лось еще сравнительно недавно, а во всем комплексе его взаимоотношений с другими членами биологического сообщества, т. е. как часть экосистемы.

Ни один из живых организмов не может существовать вне связи с другими живыми существами, образующими данный биоценоз. Поэтому для действи­тельного понимания функций природных соединений необходимо рассмат­ривать также возможность их участия в качестве медиаторов, регулирующих тем или иным образом взаимоотношения данной особи как с особями того же вида, так и с совершенно иными организмами данного сообщества. Пока мы находимся еще в самом начште пути к пониманию этих важнейших аспектов химической экологии. Тем не менее, уже накопилось множество фактов, однчозначно свидетельствующих о наличии и жизненной важности функциони­рования химического канала связи на всех уровнях организации биологиче­ских систем.

Для соединений, выступающих в роли химических сигналов (т.е. пере­носчиков информации между организмами), предложен термин феромоны или экзогормоны (более общий английский термин — semiochemicats). В ро­ли такого рода сигналов в живой природе могут использоваться соединения практически любых классов, различных по сложности и характеру функционализации, в том числе и изопреноиды, о которых шла речь выше. Ниже бу­дут рассмотрены некоторые типичные примеры, призванные показать раз­нообразие структур этих веществ и выполняемых ими функций,

По-видимому, именно насекомые за время своей эволюции смогли выра­ботать наиболее изощренную систему химической сигнализации, играющую огромную роль в их жизни. Действительно, с помощью феромонов они спо­собны передавать информацию о присутствии особей того же или иного ви­да (сигналы узнавания наподобие армейских сигналов опознания «свой — чужой»), о местонахождении самца или самки (половые аттрактанты), о при­ближении опасности (феромоны тревоги), о наличии источника пищи и маршруте к нему (феромоны агрегации и маркеры следа) и о многом другом.

Эффективность взаимодействия между особями насекомых на больших расстояниях действительно поразительна. Самка бабочки тутового шелко­пряда Bombyx mori испускает атграктант, бомбикол, который способен вызы­вать ответную реакцию самца на расстоянии до 10 км! Невероятно трудная работа по выделению этого соединения была выполнена Бутенандтом и сотр. [Па], которым после нескольких лет кропотливой работы удалось выделить всего лишь 3 мг бомбикола путем обработки 31000 желез, каждая из которых была удалена из девственной самки Bombyx mori [ 1 la]. Структура этого веще­ства оказалась на удивление простой — (10E,12Z)-гсксадекадиен-10,12-ол-1 (12) (схема 1.4), и его синтез потребовал всего лишь нескольких недель [11b].

Схема 1.4

Половые аттрактанты многих других бабочек и мух тоже, как оказалось, имеют довольно простую структуру. Это, как правило, ациклические спирты с длинной не разветвленной цепью. Другие насекомые продуцируют в каче­стве половых феромонов соединения более сложной структуры, некоторые из которых (13-15) показаны на схеме 1.4 [12].

Массированные атаки насекомых могут приводить не только к полной гибели конкретного растения, но и катастрофическому опустошению лесов и полей и уничтожению продовольственных запасов на складах. Эти атаки обычно провоцируются феромонами агрегации, которые испускаются осо­бями, обнаруживающими запасы пищи. Вот какова, например, схема (ко­нечно, очень упрощенная!) такой атаки, используемая жуком-лубоедом Dendroctonus brevicomis — вредителем сосновых лесов. Самка этого жука, най­дя подходящее дерево, затем приапекает к себе самцов с помощью атграктанта, в роли которого выступает брсвикомин (16, схема 1.5). Освоивши дерево, «колонизаторы» начинают выделять смесь феромонов, в состав которой вхо­дят изопреноиды 17—19, что воспринимается находящимися вблизи особями как приглашение «разделить обильное угощение». В конечном результате популяция вредителей быстро увеличивается в сотни раз и обреченное дере­во вскоре погибает [12].

Схема 1.5

Функционирование канала химической информации особенно важно для поддержания жизнедеятельности коллективных насекомых. Почти иде­альный порядок социальной жизни пчелиного улья поддерживается до тех пор, пока пчелиная матка сохраняет способность вырабатывать довольно простое соединение, (Е)-8-оксодсцен-2-овую кислоту (20) («королевское ве­щество») (схема 1.6) [13а,b]. Это вещество является химическим сигналом, выполняющим функцию многоцелевого регулятора. Во-первых, он служит половым аттрактантом для самцов, что обеспечивает постоянную возмож­ность воспроизведения обитателей улья, а во-вторых, он, по-видимому, является чрезвычайно желанным «деликатесом» для остальных членов пче­линого семейства, которые не упускают случая им полакомится. Однако в результате такого «угощения» подавляется как репродуктивная функция дру­гих самок, так и их инстинкт к строительству ячеек большего размера, необ­ходимых для выкармливания новой матки. Благодаря этому в улье в принци­пе невозможны ни «государственный переворот», ни даже появление нового «претендента на власть» до тех пор, пока матка остается дееспособной, т. е. сохраняет способность вырабатывать королевское вещество 20.

Схема 1.6

 

Строгая иерархия муравьиной колонии жестко определяет место и специ­ализацию каждого из ее членов. Примечательные способности муравьев в организации «коллективных работ», таких, как сооружение муравейника, походы за пищей или с целью захвата «рабоп», культивация грибов или со­держание тлей в качестве «домашних животных», не могут не вызывать вос­хищения. Накоплено множество данных, позволяющих утверждать, что одним из основных инструментов в организации подобного рода согласо­ванных действий членов муравьиного сообществ является коммуникация между отдельными особями с использованием химического канала связи. Химические сигналы являются медиаторами на уровне как «вертикальных», так и «горизонтальных» связей. Например, так называемые кастовые феро­моны, вырабатываемые маткой муравейника, определяют будущую специа­лизацию молодой особи — «работника» или «воина», В последнем случае, кроме мощных челюстей, особь наделяется также способностью вырабаты­вать феромон тревоги. Попадание в среду этого феромона даже в незначи­тельном количестве немедленно вызовет цепную реакцию его выделения другими «солдатами», происходит многократное усиление сигнала тревоги, и в течение нескольких секунд колония муравьев полностью приводится в со­стояние боевой готовности. При других условиях феромон тревоги может также провоцировать состояние паники и даже бегства всей колонии, С по­мощью других сигналов, феромонов агрегации, «работники» сообщают о не­обходимости включиться в строительство в определенном месте. Задачей не­которых «солдат» является разведка новых источников пищи и обнаружение целей для «грабежа». Естественно, что выполнение этой задачи требует ис­пользования феромонов, маркеров следа, причем эти сигналы должны быть достаточно специфичны, чтобы сообщения были понятны лишь членам данного семейства. Как правило, довольно простые по структуре вещества и их смеси используются муравьями в качестве химических сигналов. Так, напри­мер, в роли феромонов тревоги ряд видов муравьев использует набор веществ типа 20-24 (схема 1.6) в варьируемых соотношениях [14].

Схема 1.7

Необыкновенно разнообразен набор природных веществ, продуцируе­мых низшими растениями. Биологические функции большинства из них просто неизвестны. Однако и для низших растений показано, что многие ме­таболиты выполняют функции медиаторов взаимоотношений между инди­видуальными особями.

Интересно, что первые догадки о наличии таких химических сигналов высказывались наблюдательными натуралистами еще в середине XIX в. Так, в 1858 г. было предположено, что в цикле полового размножения морской водоросли Fucus serratus мужские половые клетки (андрогаметы) сближаются с женскими половыми клетками (гиногаметами) благодаря наличию в среде химических сигналов (хемотаксис) [15а]. Прошло более 100 лет, прежде чем удалось доказать справедливость предположения о роли продуцируемых и испускаемых в среду химических веществ как важнейших медиаторов в по­ловом размножении. Оказалось, что для этой водоросли таким медиатором является триеновый углеводород фукозосерратен, C₈H₁₂ (25, схема 1.7), ко­торый продуцируется женскими половыми клетками и при попадании в вод­ную среду служит половым аттрактантом для андрогамст. Подобный меха­низм широко используется и другими видами низших растений. Структуры 26—28 [15а,b] наглядно иллюстрируют, насколько разнообразные по строе­нию углеводороды могут продуцироваться разными организмами для выпол­нения одной и той же функции.

Разумеется, все эти углеводороды практически нерастворимы в воде, что делает еще более интересным факт их фантастически высокой эффективно­сти. Так, установлено, что положительный отзыв на сигнал может наблю­даться уже при пороговой концентрации 6,5 • 10^-12 моль/л. Расчет показал, что для привлекающего эффекта достаточно, чтобы на одну андрогамету приходилось от одной до десяти молекул феромона [15а].

Для женских гамет некоторых видов гриба рода алломицетов Allomyces, обитающих в пресных водах, оказалось почему-то предпочтительнее выраба­тывать в качестве полового аттрактанта сссквитерпен сиренин (29) [16]. Ин­тересная последовательность событий, каждое из которых контролируется соответствующими экзогормонами. наблюдалась в цикле полового размно­жения морской водоросли Achliabisexualis. В этом процессе само формирова­ние мужских и женских органов, предшествующее акту размножения, про­исходит в результате обмена сигналами, выделяемыми в среду. Интересно, что одним из веществ, используемых как сигнал в этих «переговорах», явля­ется стероид антеридиол (30) [17]. Этот, казалось бы частный, факт на самом деле является примечательным прежде всего потому, что он относится к чис­лу свидетельств, пока еще немногочисленных, указывающих на то, что сте­роиды могут выполнять не только функции регуляторов жизнедеятельности внутри данного организма (эндогормоны), но также служить регуляторами взаимоотношений на межорганизменном уровне (экзогормоны).

Схема 1.8

Факты, свидетельствующие о сложных, а подчас даже таинственных, вза­имоотношениях между различными организмами, образующими биоценоз, известны с давних времен. Во многих случаях было также очевидно, что эти взаимоотношения каким-то образом связаны с химическими веществами, выделяемыми в среду. Однако лишь сравнительно недавно стали накапли­ваться строгие экспериментальные данные, свидетельствующие о существо­вании химического канала обмена информацией между особями разных видов. Здесь мы находимся еще в самом начале пути к пониманию всей кар­тины взаимоотношений. Тем не менее ряд приводимых ниже фактов доста­точно четко показывают важность функционирования химической сигналь­ной системы для жизни биологических сообществ.

Семена растения-паразита Striga asiatica (witch-weed, «всдьмин сорняк») могут находиться в почве в состоянии спячки до 20 лет, но они немедленно начинают прорастать, как только поблизости от них появляются корни рас­тения-хозяина. Этот факт не является просто еще одним примером из огром­ного списка любопытных биологических феноменов. Дело в том, что расте­ние-хозяин — это рис, сорго, а также ряд других злаков, и поэтому засорен­ность посевов этих культур таким сорняком может нанести огромный ущерб урожаю, от которого зависит жизнь миллионов людей. Каким же образом се­мена растения-паразита «узнают» о том, что рядом находятся прорастающие семена злака, и как выбирают правильное направление роста с тем, чтобы в конце концов прикрепиться к корням растения-хозяина?

Изучение этой проблемы показало, что прорастание семян сорняка про­воцируется химическими веществами, вырабатываемыми растущими ко­решками растения-хозяина, и эти вещества служат факторами прорастания для семян растения-паразита.

Одним из таких стимуляторов роста оказался терпеноид стригол (31, схе­ма 1.9) [18а]. Естественно было предположить, что предпосевная обработка полей этим соединением будет вызывать прорастание семян сорняка и тем самым откроет возможность радикального решения проблемы борьбы с ним. Неудивительно поэтому, что многочисленные исследования были направле­ны на разработку удобного метода синтеза соединения 31 и его более про­стых аналогов [18Ь]. Впоследствии было обнаружен еще один активный сти­мулятор прорастания семян растения-паразита, также вырабатываемый растущими семенами злаков рода Sorghum, а именно замещенный гидрохинон 32 [ 18с]. Подобно другим гидрохинонам вещество 32 способно легко претер­певать окисление, давая хинон 33, и этот процесс легко протекает в почве. Хинон 33 не является стимулятором прорастания семян сорняка, и поэтому прорастание последних может произойти лишь в том случае, если семя рас­тения-паразита находится на достаточно близком расстоянии к растущему корешку растения-хозяина, поскольку в противном случае стимулятор 32 ус­пеет полностью превратиться в неактивный 33 в ходе диффузии через почву. С «точки зрения» растения-паразита, это, конечно, очень удобный меха­низм, поскольку длина его растущих корешков не превышает 3 мм, пере­двигаться в почве семена не могут, и поэтому им нет никакого смысла под­вергаться активации на большем расстоянии. Вопрос о том, как и для чего растение-хозяин обзавелось столь самоубийственной способностью спо­собствовать росту своего паразита, по-видимому, следует отнести к одной из многочисленных загадок эволюции.

Схема 1.9

Теснейшая взаимосвязь между растениями и насекомыми — хорошо изу­ченный биологический феномен, и накоплено множество фактов, указываю­щих на огромную роль химических веществ как регуляторов этих взаимоотно­шений [19]. Примерно полмиллиона видов насекомых кормится на растениях. В свою очередь, процессы репродукции множества растений критически зависят от переноса пыльцы, осуществляемого насекомыми. Поэтому неуди­вительно, что среди множества природных веществ, продуцируемых растени­ями, можно найти как атграктанты для «полезных» насекомых, так и репел­ленты или даже инсектициды для «вредных» [20]. Фантастическое разнообра­зие структур соединений, используемых для этих целей (среди них можно найти ациклические и полициклические соединения, в том числе изопренои-ды, ароматические и гетероароматические соединения, множество алкалои­дов различного строения и т. д.) может служить прекрасной иллюстрацией то­го, насколько широки возможности Природы в выборе структур органических соединений, выполняющих те или иные функции. Однако надо сказать, что в общем имеется немного достоверных сведений о реальном механизме дейст­вия химических медиаторов со взаимоотношениях растений и насекомых.

Схема 1.10

Один из интереснейших примеров, иллюстрирующих некоторые аспекты химических взаимоотношений между растениями и животными можно най­ти в работах группы Мейнвальда [21]. Алкалоиды (как и терпеноиды) отно­сятся к числу так называемых вторичных метаболитов, т.е. веществ, не при­нимающих участия в основных циклах метаболизма. Эти азотсодержащие соединения в значительных количествах продуцируются различными расте­ниями. Многие из этих соединений обладают ярко выраженной активно­стью по отношению животным (общеизвестна активность, например, морфина или стрихнина), но роль большинства алкалоидов в обеспечении жизнедеятельности организма-продуцента пока совершенно неизвестна. Сравнительно недавно было установлено, что во многих случаях они выпол­няют функции защиты растения от поедания насекомыми (антифиданты). Однако эта защита, как правило, оказывается не универсальной, поскольку в ходе эволюции некоторым видам насекомых удалось выработать устойчи­вость по отношению к этим ядам, а иные «ухитрились» разработать довольно изощренную схему использования потребляемых с пищей алкалоидов в своей жизнедеятельности. Так, например, личинки бабочки Utetheisa omatrix способны поедать листву растения семейства Crotolaria, поглощая при этом в довольно больших количествах ядовитые пирролизидиновые алкалоиды, в том числе монокротоналин (34, схема 1.10). Как было обнаружено, такая ди­ета дает дополнительнътс преимущества для выживания вида, поскольку на­копление 34 делает несъедобными и личинки, и взрослые особи для таких экгомофагов, как пауки или птицы [21]. Во взрослых организмах U. ornatrix 34частично превращается в другой алкалоид гидроксиданаидаль (35), кото­рый также обладает свойствами антифиданта для энтомофагов, являясь в то же время составной частью секрета, продуцируемого самцами бабочки в ка­честве аттрактанта. Чем больше содержится этого вещества в секрете, тем выше шансы у самца найти партнера для спаривания. Причина подобного Предпочтения довольно понятна: высокое содержание 35 в аттрактанте га­рантирует высокое содержание 35 в семени самца, и, следовательно, значи­тельная часть этого вещества будет перенесена в отложенные яички, которые благодаря этому станут несъедобными для таких врагов, как божьи коровки. Эволюционные преимущества подобной «заботы» о потомстве очевидны. У читателя может возникнуть вполне законный вопрос: зачем в книге, посвященной органическому синтезу, рассматривать примеры, хотя и инте­ресные, но скорее относящиеся к общей биологии? Для нас самый главный вывод из рассмотренных выше примеров (а их число легко многократно УМНОЖИТЬ) состоит в том, что при решении вопроса о биологической актив­ности или функции того или иного природного соединения нельзя ограни­чиваться только рассмотрением его возможных функций в организме-проду-Пенте или его свойства как потенциально полезного лекарства. На самом деле адекватное рассмотрение этой проблемы требует системного подхода, учитывающего сложность взаимоотношений внутри биологических систем На всех уровнях организации — от клеток до биоценозов.

Рассмотренные выше примеры относятся к довольно простым случаям, когда химические вещества служат медиаторами простых и хорошо опреде­ленных взаимоотношений внутри организма или между немногими особя­ми. На самом деле взаимоотношения между биологическими партнерами образуют сложно переплетенную сеть горизонтальных и вертикальных свя­зей, охватывающих псе сообщество. Стабильность интегрированной биоло­гической системы как единого целого критически зависит от взаимодейст­вия отдельных ее частей. Есть все основания предполагать, что химический канал связи в действительности является одной из важнейших составных частей системы контроля, обеспечивающего эффективность этого взаимо­действия, хотя до сих пор мы не имеем целостного предстаачения о системе химической коммуникации в сколько-нибудь сложных биологических со­обществах.

Очевидно, что знание языка химической коммуникации (словаря сигна­лов) и его синтаксиса совершенно необходимо для установления разумных и взаимополезных отношений человека с окружающей живой природой. Это позволит нам остановить, наконец, бесконечные и бессмысленные войны с Природой в попытках истребить «вредные для человека» виды и перейти к диалогу на универсально понятном языке химических сигналов и, следова­тельно, к разумной регуляции наших отношений с другими живыми сущест­вами. Это, конечно, не более чем очень далекая перспектива, но сама возможность движения в этом направлении во многом зависит от успехов органического синтеза.

В заключение раздела отмстим еще, что название раздела «Цель одно­значна, но не бесспорна», конечно, достаточно приблизительно. Когда речь идет о синтезе природного соединения, то, даже если неизвестно, для каких целей оно синтезируется живым организмом и отсутствуют данные о его биологической активности, сам факт выделения такого соединения из при­родных источников делает бесспорной необходимость его лабораторного синтеза. Подобная категоричность может, конечно, вызвать множество воз­ражений, но вся история развития химии природных соединений представ­ляет множество свидетельств в пользу справедливости этого тезиса. В под­тверждение приведем лишь один пример,

В 1968 г. из культуры гриба Pseudorotium avails был выделен сесквитерпен (—)-овалицин (36, схема 1.11). Хотя этот метаболит проявлял ряд свойств ан­тибиотика, он не казался перспективным в качестве лекарственного средст­ва и, как это бывает достаточно часто, не имелось абсолютно никаких дан­ных о его возможной роли в жизнедеятельности организма-продуцента. Тем не менее, необычность и сложность строения этого соединения не могли не вызвать у синтетиков амбициозного желания синтезировать эту структуру. Синтез рацемического 36 был выполнен Кори в 1985 г. [22а], и одной из его целей была просто проверка предлагаемых общих принципов методологии органического синтеза. Схема синтеза включала последовательность боль­шого числа стадий и, конечно, не предполагала возможности какого-либо практического использования.

Схема 1.11

 

Совершенно неожиданно через 10 лет было обнаружено, что родственные соединению 36 метаболиты грибов обладают сильнейшим действием как ин­гибиторы образования новых кровеносных сосудов (ангиогснеза) и могут быть полезными как противоопухолевые лекарственные средства. Эти дан­ные побудили Кори провести тесты на эту же активность для природного энантиомера (—)-36, в результате которых было установлено, что это соеди­нение более активно и менее токсично, чем изученные ранее метаболиты '• сходного структурного типа. Этот результат, естественно, заставил снова об­ратиться к проблеме полного синтеза соединения 36, и ранее описанная про­цедура была значительно упрощена и приспособлена для получения требуе­мого энантиомерно чистого {—)-овалицина [22Ь].