Этот реагент в первую очередь реагирует с сульфгидридными группами белков

В результате этой реакции сульфгидридные группы необратимо блокируются. Эпителий, в котором расположены обонятельные рецепторы лягушки, полностью утрачивают способность реагировать на воздействие одорантов после обработки N-этилмалеимидом. Было, однако, показано, что если подавать вещество, обладаю­щее запахом (этилбутират), в концентрации, достаточной для на­сыщения обонятельных рецепторов до и во время обработки N-этилмалеимидом, спустя некоторое время после промывания, а течение, которого происходит восстановление ткани, может быть восстановлен нормальный ответный сигнал на бутилэтират и по­добные ему соединения. Ответные сигналы на одоранты всех дру­гих типов полностью блокировались. Эти результаты не только по­казывают, что между белками и одорантами образуется комплекс,но и что для разных запахов в обонятельных ресничках существу­ют различные обонятельные рецепторы.

Было высказано предположение, что запах вещества, зависит от его характеристических низкочастотных полос в ИК-спектре-С целью установления эмпирических корреляций между колеба­тельными спектрами и их запахом были изучены душистые веще­ства, применяемые в парфюмерии. Все эти соединения имеют по­лосы поглощения в далекой области ИК-спектра (между 100 и 500 см-1). Оказалось, что такая корреляция включает не только присутствие определенных полос, но и отсутствие некоторых дру­гих. По-видимому, имеется связь между положением самой длин­новолновой полосы в ИК-спектре и порогом чувствительности к данному запаху. Чем больше длина волны этой полосы, тем выше пороговая чувствительность обнаружения данного вещества. Бутилмеркаптан (запах скунса) имеет в ИК-спектре полосу ниже 200 см-1, и человек может обнаружить его по запаху при кон­центрации менее 10-12 моль/л. В спектре метанола отсутствуют по­лосы ниже 1000 см-1; его можно обнаружить по запаху лишь при концентрациях выше 10 -3 моль/л.

Все эти результаты легли в основу довольно спекулятивной теории, согласно которой молекулярные колебания одоранта вы­зывают специфический резонанс в обонятельных рецепторах, при­водящий к возникновению упомянутых выше электрических им­пульсов. Сторонники этой гипотезы показали, что четверо из шести подвергнутых испытанию смогли различить запахи обычного наф­талина (частота в ИК-спектре 363 и 183 см-1) и полностью дейтерированного нафталина (частота в ИК-спектре 331 и 169 см-1). Кроме того, в большинстве случаев невозможно различить по за­паху оптические антиподы. Можно считать, что эти результаты подтверждают колебательную теорию, поскольку формы, являю­щиеся зеркальным изображением друг друга, имеют одинаковые дипольные моменты и колебательные частоты.

Другое объяснение основано на стереохимическом подходе. По­лучают проекции молекул и исследуют ортогональные изображе­ния. При этом для каждого соединения данного ряда выбирается конформация, которая предположительно наиболее подходит длявзаимодействия с обонятельным рецептором. Выбирается стан­дарт, с которым сравнивают все сходные со стандартом соедине­ния. Для жирных кислот при использовании в качестве стандарта изовалериановой кислоты были получены корреляции между мо­лекулярной структурой и степенью специфического ингибирования восприятия запаха (анозмия — потеря обоняния). Для бензальдегида (являющегося стандартом) и замещенных бензальдегидов были получены корреляции между запахом миндаля и структура­ми молекул. Так, миндальный запах о-метилбензальдегида по силе такой же, как и бензальдегида, в то время как о-этил-, о-изопропил- и о-трет

лактонов: 5-яюдаются для -ха; ять реагироватьецепторы лягушкибутилбензальдегиды обладают гораздо менее силь­ным запахом миндаля.

Изложенные выше теории, вероятно, являются весьма упрощен­ными представлениями. Так, в случае андростеролов незначитель­ные изменения структуры существенно изменяют запах, почти не влияя на колебательный спектр в далекой ИК-области или на плос­костное изображение молекулы.

Еще большее недоумение вызывают результаты, полученные для так называемых орто-мускусов: введение одной метильной группы очень сильно изменяет запах.

слабыймускусныйзапахсильныймускусныйзапах

Из жареного арахиса, бобов какао и кофе были выделены пиразины. 2-Метокси-З-метилпиразин пахнет жареным арахисом. Весьма близкое к нему соединение 2-метокси-З-изопропилпиразин имеет запах, напоминающий запах картофеля, а 2-метокси-З-н-гексилпиразин — запах перца. Эти соединения заметно различаются по запаху в смысле их специфической пороговой чувствительности.

Таким образом, выше мы рассмотрели примеры, когда очень незначительные изменения структуры могут менять характер и (или) интенсивность запаха соединений. В настоящее время не существует теории, способной объяснить влияние столь тонких фак­торов на процесс восприятия запаха. Если к тому же учесть слож­ности, связанные с физиологическими факторами процесса обоня­ния, не удивительно, что многие работающие в этой области уче­ные ощущают свою полную беспомощность. Прежде чем удастся сделать какие-либо обобщения в области восприятия запаха, ис­следователям придется еще немало поработать.

Химия и влечение

Для того чтобы называть вещества, с помощью которых одни животные могут влиять на поведение других, Карлсон и Бутенандт в 1959 г. предложили термин «феромон». Он образован от грече­ских слов pherein — переносить и hormon — возбуждать, стимули­ровать. Мы будем использовать термин «феромон» для обозначе­ния таких химических соединений, которые Для обозначения веществ, выделяемых животными делают возможным об­щение между особями. В этом разделе основное внимание будет уделено аттрактантам, выделяемым насекомыми и другими низши­ми животными.

Было показано, что некоторые насекомые реагируют на моле­кулы феромонов в столь неправдоподобно низких концентрациях, как 10~17 М. Это пример одного из наиболее высокочувствительных эффектов, известных науке в настоящее время. Эти химические аттрактанты управляют многими сторонами деятельности насеко­мых, например поисками пищи, повадками при спаривании и вы­бором места для откладывания яиц. При помощи аттрактантов насекомые могут подавать сигнал тревоги, вести преследование, отличать особей своей группы от чужих и сбиваться в рой. Оче­видно, действие молекул феромонов состоит не просто в стимули­ровании и однозначном ответном сигнале. Скорее всего, происхо­дит более сложное воздействие, при котором феромоны вызывают модификацию физиологии организма. При этом они подготавли­вают организм для последующего стимулирования, в котором мо­лекулы феромонов могут либо принимать, либо не принимать уча­стие.