Учебный процесс - Кафедра биохимии биологического

Московский государственный университет
имени М.В. Ломоносова
Биологический факультет
Кафедра
биохимии
Москва
2013
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Биологический факультет, кафедра биохимии
Тираж: 100 экз.
2013 г.
www.biochem.bio.msu.ru
История кафедры
История кафедры
Исторически первая кафедра биохимии (точнее кафедра
медицинской химии) была организована на медицинском
факультете Московского Университета в 1863 году. С 1863 по
1907 год этой кафедрой руководил Александр Дмитриевич
Булыгинский. В 1901 году на кафедру медицинской химии в
качестве экстраординарного профессора был приглашен Владимир
Сергеевич Гулевич, который в 1907 году возглавил эту кафедру. В
первые годы ХХ века В.С. Гулевич провел ставшие классическими
исследования, посвященные азотсодержащим экстрактивным
соединениям мышечной ткани. Им были открыты гистидинсодержащие дипептиды (карнозин и анзерин), а также новое
азотсодержащее соединение – карнитин. Оказалось, что карнитин
обеспечивает транспорт жирных кислот в митохондрии и таким
образом играет исключительно важную роль в обеспечении клетки
энергией. В.С. Гулевич был не только выдающимся ученым (в
1929 году он был избран действительным членом академии наук
СССР), но и замечательным педагогом. Одним из самых ярких
учеников В.С. Гулевича был Сергей Евгеньевич Северин, ставший Академик АН СССР
организатором кафедры биохимии на биологическом факультете В.С. Гулевич
Московского государственного университета.
В 1930 году произошло выделение из Московского Университета медицинских институтов со
всеми принадлежащими им кафедрами и лабораториями, и практически одновременно с этим в
системе Московского Университета был создан биологический факультет. Возникла необходимость
создания на новом факультете кафедр биохимической направленности. Первой такой кафедрой стала
кафедра биохимии растений, созданная в 1929 году Александром Робертовичем Кизелем.
Параллельно с этим на биологическом факультете стала работать кафедра физиологии животных и
человека, изначально организованная в 1924 году А.Ф. Самойловым на медицинском факультете
МГУ и осуществлявшая преподавание физиологии студентам естественного отделения физикоматематического факультета. С 1930 года эту кафедру на биологическом факультете возглавил
Иосиф Львович Кан. На кафедре физиологии было создано несколько отделений, которыми
руководили такие выдающиеся ученые, как И.П. Разенков, А.Н. Магницкий и Х.С. Коштоянц. На
биохимическом отделении кафедры физиологии с 1929 стал работать С.Е. Северин, которому было
поручено создание нового раздела большого практикума, посвященного изучению биохимии крови,
и чтение курса лекций по биохимии. Помощником С.Е. Северина стала А.В. Голубцова. В 1935 году
С.Е. Северин возглавил созданную на биологическом факультете МГУ лабораторию биохимии
животных. В связи с бурным развитием биохимии в 1939 году было решено создать на
биологическом факультете МГУ самостоятельную кафедру биохимии животных (с 1973 года кафедра биохимии). Заведующим кафедрой был избран Сергей Евгеньевич Северин, а вторым
профессором стал Владимир Александрович Энгельгардт. Новой кафедре было выделено четыре
комнаты в старом здании университета, в которых после перепланировки и ремонта стали работать
первые сотрудники кафедры: А.В. Голубцова, Н.П. Мешкова, К.Ф. Сорвачев и С.Е. Северин. В 1940
г. состоялся первый выпуск кафедры биохимии. Среди выпускников того года были профессор
Г.В. Андреенко, на протяжении многих лет успешно работавшая в области гемостаза, и
действительный член АМН СССР Н.А. Юдаев, внесший большой вклад в отечественную
эндокринологию. Успешно начавшаяся научная и педагогическая деятельность кафедры была
прервана Великой Отечественной войной. Кафедра вернулась из эвакуации в Москву в 1943 году.
3
История кафедры
В 1954 году было построено новое здание Московского
Государственного Университета на Ленинских горах, и кафедра
биохимии, к тому времени заметно расширившаяся, получила
новые помещения.
В это время на кафедре работали член-корреспондент
АН СССР, академик АМН, профессор С.Е. Северин, академик
АН СССР, профессор В.А. Энгельгардт, доценты А.В. Голубцова,
Н.В. Алексахина и К.Ф. Сорвачев. Доцент (впоследствии
профессор) Н.П. Мешкова стояла у истоков создания большого
практикума и на протяжении многих лет была организатором
всего учебного процесса на кафедре. В это же время на кафедре
работали ассистент М.К. Миловидова, научные сотрудники
А.А. Диканова, П.Л. Вульфсон, В.И. Телепнева, Е.А. Мишукова,
И.М. Бочарникова, а также многочисленные аспиранты и
технический персонал. Следует вспомнить преданных делу
хозяйственных лаборантов С.Н. Горохову, Е.П. Унтилову, а в
последующие годы М.И. Якунину и инженера А.Н. Бессонова.
Основатель кафедры
Традиции организации работы на практикумах вместе с
академик АН и АМН СССР
преподавателями были заложены лаборантами Н.В. Шорниковой,
профессор С.Е. Северин
О.Е. Карявкиной и А.Ф. Татариновой. Переезд в новое здание
создал предпосылки для роста. Вскоре на кафедре биохимии стали работать доцент Е.И. Королева,
другие молодые сотрудники и преподаватели, вчерашние выпускники университета. Среди них были
Н.К. Наградова, Г.А. Кочетов, В.П. Скулачев, Н.Н. Зайцева, М.И. Сафронова, Г.А. Соловьева,
В.С. Гомазкова, а через некоторое время А.Д. Виноградов, Е.В. Петушкова, Ю.Н. Лейкин,
Л.К. Сколышева, Т.Ю. Липская, М.М. Фейгина, Н.Ю. Гончарова, Л.В. Белоусова, А.А. Болдырев и
многие другие. Многие из сотрудников, стоявшие у истоков (М.И. Сафронова, Г.А. Соловьева,
Н.Н. Зайцева), до сих пор работают на кафедре биохимии. Они стараются сохранить и донести до
молодого поколения традиции, сложившиеся за более чем 70-летнию историю кафедры.
В начале 60-х годов по инициативе академика Андрея Николаевича Белозерского и активной
помощи ректора МГУ академика И.Г. Петровского началось создание новой межфакультетской
лаборатории биоорганической химии. Внутри этого научного института были организованы
отдельные лаборатории и отделы, одним из которых стал отдел биохимии животной клетки, который
возглавил С.Е. Северин. В этом отделе стали работать и проводить успешные исследования в области
энзимологии многие бывшие выпускники и сотрудники кафедры биохимии (Н.К. Наградова,
Г.А. Кочетов, Л.С. Хайлова, В.С. Гомазкова, П.П. Филиппов, В.И. Муронец, Н.Н. Чернов,
Р.А. Асриянц, Л.Е. Мешалкина и многие другие). Этот отдел стал в определенном смысле филиалом
кафедры биохимии и поэтому многие студенты выполняли и выполняют свои дипломные и курсовые
работы в Межфакультетской лаборатории. Помимо отдела животной клетки в Межфакультетской
лаборатории биоорганической химии был создан отдел биоэнергетики, который возглавил бывший
выпускник кафедры биохимии академик РАН Владимир Петрович Скулачев. Сотрудники этого
отдела активно участвуют в педагогическом процессе и руководят дипломными и курсовыми
работами студентов кафедры биохимии. В 1972 году после смерти А.Н. Белозерского работу
института, переименованного в Научно-исследовательский институт физико-химической биологии
имени А.Н. Белозерского, возглавил академик В.П. Скулачев. Отдел животной клетки вместо
академика С.Е. Северина возглавил сначала профессор Г.А. Кочетов, а затем выпускник кафедры
биохимии профессор В.И. Муронец. Был создан новый отдел сигнальных систем клетки во главе с
бывшим выпускником кафедры биохимии профессором П.П. Филиповым. Все эти административные
изменения не только не помешали, но, наоборот, способствовали улучшению и углублению
4
История кафедры
контактов между НИИ физико-химической биологии и
кафедрой биохимии биологического факультета МГУ.
В конце 60-х – начале 70-х годов на кафедре биохимии
стали интенсивно развиваться исследования, посвященные
изучению
молекулярных
механизмов
передачи
гормонального сигнала, и в частности исследованию
аденилати
гуанилатциклаз,
растворимых
и
мембрансвязанных G-белков, фосфодиэстераз и различных
протеинкиназ. В 1977 году по инициативе С.Е. Северина и
при активном участии Е.С. Северина, В.А. Ткачука и
Т.В. Буларгиной при кафедре биохимии была создана
Проблемная лаборатория химии ферментов. Сотрудниками
этой лаборатории была изучена структура активного центра
сАМР-зависимой
протеинкиназы
(С.П.
Петухов),
исследованы различные изоформы фосфодиэстеразы
Профессор С.Е. Северин и доцент
циклических нуклеотидов (И.Д. Бобрускин), участие GН.П. Мешкова в лаборатории
белков в передаче гормонального сигнала (В.А. Ткачук, кафедры биохимии в старом здании
А.В Скурат, К.М. Попов, А.Я. Коц), синтезированы новые университета
аналоги нуклеотидов (Н.Н. Гуляев, Ю.В. Хропов).
В 80-х годах было начато исследование NO-синтазы (А.Я. Коц) и проведены оригинальные
исследования взаимодействия кальмодулина с различными внутриклеточными белками (В.А. Ткачук,
М.Ю. Меньшиков). В Проблемной лаборатории химии ферментов получило активно развитие новое
научное направление, связанное с получением моноклональных антител и использованием
разнообразных иммунохимических методов в медицинской практике (Т.В. Буларгина,
А.В. Березникова, А.Г. Катруха). Хотя в настоящее время Проблемная лаборатория химии ферментов
административно входит в состав кафедры биоорганической химии, ее сотрудники активно
участвуют в жизни кафедры биохимии и в ее учебном процессе.
На протяжении многих лет основным направлением исследований на кафедре биохимии
является изучение структуры, свойств и механизма функционирования различных белков и
ферментов. В различное время на кафедре работали и/или работают научные группы, успешно
исследовавшие проблемы окислительного фосфорилирования (В.П. Скулачев, А.Д. Виноградов),
физиологическую роль и механизм функционирования низкомолекулярных азотсодержащих
экстрактивных соединений (Н.П. Мешкова, Е.И. Королева, А.А. Болдырев), разнообразные ферменты
гликолиза и пентозофосфатного пути (Н.К. Наградова, Г.А. Кочетов, В.И. Муронец), ферменты,
участвующие в превращении гликогена (П.Л. Вульфсон, Г.А. Соловьева), дегидрогеназы кетокислот (В.С. Гомазкова, Л.С. Хайлова, М.М. Фейгина), ферменты, участвующие в синтезе и
утилизации АТФ (Т.Ю. Липская, Л.В. Белоусова, Н.Ю. Гончарова), мембранные транспортные
АТРазы (А.А. Болдырев, В.А. Ткачук, О.Д. Лопина, А.М. Рубцов), а также сократительные и
регуляторные белки мышц (И.М. Бочарникова, Е.В. Петушкова, Н.Б. Гусев). Подробно научная
тематика исследовательских групп, в настоящее время работающих на кафедре, описана на
соответствующих страницах буклета.
Сейчас штатными преподавателями кафедры являются профессора А.Д. Виноградов,
Н.Б. Гусев, О.Д. Лопина, В.И. Муронец, А.М. Рубцов, А.Г. Катруха и В.П. Скулачев. Помимо этого
на кафедре работают 6 доцентов, старший преподаватель и 2 ассистента, работу которых
поддерживают несколько человек обслуживающего персонала. Научный штат кафедры состоит из 14
человек, включая одного ведущего научных сотрудников, 4 старших научных сотрудников, 5
научных сотрудников, 3 младших научных сотрудников, а также обслуживающий персонал.
5
История кафедры
Кафедра биохимии, выпуск 2013 года
А
к
Академик С.Е. Северин, на протяжении более 50-лет возглавлявший кафедру биохимии, был
создателем большой школы отечественных биохимиков. Сейчас трудно найти научноисследовательскую лабораторию, где бы ни работали бывшие выпускники кафедры. За время
существования с 1939 года кафедра биохимии подготовила более 1000 специалистов-биохимиков
широкого профиля. Кафедра может по праву гордиться своими выпускниками, ставшими ведущими
биохимиками в нашей стране и получившими мировое признание. Среди них академики РАН
Л.Л. Киселев, В.П. Скулачев, С.В. Шестаков, В.А. Гвоздев, В.А. Ткачук, член-корреспондент РАН
Б.Ф. Поглазов, академики РАМН Ю.А. Владимиров, Н.А. Юдаев и многие другие.
Нынешнее поколение сотрудников кафедры старается поддерживать старые традиции. Отмечая
выдающийся вклад С.Е. Северина в развитие отечественной науки и создание школы биохимиков,
начиная с 1999 года, проводятся ежегодные научные чтения, во время которых студентам старших
курсов, специализирующимся в области физико-химической биологии и достигших особых успехов
в учебе и научной деятельности, вручаются именная стипендия С.Е. Северина.
6
Учебный процесс
Учебный процесс
Учебный процесс на кафедре биохимии начинается с третьего курса. Годовой общий курс
биохимии на протяжении многих лет читает профессор А.Д. Виноградов. Помимо этого студенты
кафедры биохимии слушают ряд специальных курсов лекций по энзимологии, кинетике
ферментативных реакций, биохимии мембран, молекулярной эндокринологии, биоэнергетике,
молекулярной биологии, биоинженерии, нейрохимии, биоинформатике, биохимии мышц и
медицинской биохимии. Основные навыки экспериментальной работы будущих специалистовбакалавров закладываются на большом практикуме (руководитель большого практикума доцент
М.И. Сафронова). Большой практикум продолжается на протяжении двух лет и включает в себя
знакомство с основными биологически важными соединениями, обучение основным навыкам
биохимического исследования на примере изучения углеводов, пептидов, белков. Специальные
разделы большого практикума отводятся препаративной энзимологии, молекулярной биологии,
иммунохимии и исследованию различных регуляторных процессов, протекающих в живой клетке. На
заключительном разделе большого практикума студенты кафедры биохимии распределяются в
научные группы, работающие на кафедре, или в лаборатории различных научно-исследовательских
институтов, и на протяжении двух-трех месяцев выполняют курсовую (бакалаврскую) работу. Свои
дипломные (магистерские) работы студенты кафедры биохимии часто выполняют в Научноисследовательском институте физико-химической биологии МГУ им. А.Н. Белозерского, в
Кардиологическом научном центре Минздрава Российской федерации, в Институте биохимии имени
А.Н. Баха РАН, в Институте биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова
РАН, а также во многих других научно-исследовательских учреждениях Москвы.
После поступления в магистратуру студенты выполняют самостоятельную магистерскую
работу, а также слушают ряд специальных курсов, читаемых как преподавателями кафедры
биохимии, так и приглашенными лекторами.
Список специальных курсов лекций, читаемых студентам кафедры биохимии:
Бакалавриат:
 Биоинженерия (акад. РАН С.А. Лукьянов)
 Биоинформатика (к.б.н. И.И. Артамонова),
 Биология опухолевой клетки (проф. Б.П. Копнин)
 Биохимия мембран с основами нейрохимии (к.б.н. Е.Е. Аккуратов, к.б.н. Е.А. Владыченская)
 Биохимия мышц и биологическая подвижность (проф Н.Б. Гусев)
 Биоэнергетика (акад. РАН В.П. Скулачев)
 Генная инженерия (проф. В.В. Зинченко)
 Иммунология (чл.-корр. РАН С.А. Недоспасов)
 Кинетика ферментативных реакций (доц. В.Г. Гривенникова)
 Молекулярная биология (академик А.С. Спирин, чл.-корр. РАН С.В. Разин)
 Основы молекулярной спектроскопии (проф. Ф.Ф. Литвин)
 Транспорт веществ через биологические мембраны в норме и патологии (проф. О.Д. Лопина,
проф. А.М. Рубцов)
 Транспортные системы клетки (к.б.н. Ф.К. Гиоева)
 Электрофоретические и хроматографические методы исследования макромолекул
(проф. Н.Б. Гусев, доц. М.И. Сафронова)
 Энзимология (преподаватели кафедры биохимии)
7
Учебный процесс
 Эпигеномика (акад. РАН В.А. Гвоздев)
Магистратура:














ДНК-содержащие вирусы (проф. С.Ю. Морозов)
Избранные главы медицинской биохимии (проф. О.Д. Лопина)
Иммобилизация в биохимии (проф. В.И. Муронец)
Компьютерный анализ биологических последовательностей (к.б.н. И.И. Артамонова)
Медицинская микробиология (проф. Л.М. Захаров)
Молекулярная эндокринология (к.б.н. А.В. Воротников)
Молекулярные механизмы регуляции иммунной системы (чл.-корр. РАН А.Г. Габибов)
Онкогенез. Современные представления (проф. А.И. Глухов)
Основы биотехнологии (проф. Л.М. Захарчук)
Прионы (проф. О.В. Карпова)
Специальные методы спектроскопии (проф. Ф.Ф. Литвин)
Структурно-функциональная организация белковых молекул (чл.-корр. РАН С.В. Костров)
Физика белка (чл.-корр. РАН А.В. Финкельштейн)
Электронная микроскопия (доц. В.В. Буранов)
8
Учебный процесс
Большой практикум
Основной целью большого практикума является ознакомление студентов с основными
принципами и методическими приемами экспериментальной биохимии, приобретение навыков
самостоятельной работы в биохимической лаборатории. Студенты кафедры биохимии обучаются на
большом практикуме на протяжении всего третьего и четвертого курса, а также во время летней
учебной практики при переходе с третьего на четвертый курс. Практикум состоит из шести разделов:
«Общая биохимия», «Аналитическая биохимия», «Экспериментальные подходы к изучению
процесса обмена веществ», «Основы практической биохимии белка», «Препаративная энзимология»,
«Практические задачи по иммунохимии и генной инженерии».
На начальном этапе практикум является дополнением и иллюстрацией курса лекций по общей
биохимии. Затем студентов учат правилам проведения биохимического эксперимента, расчету
концентрации необходимых реагентов и их грамотному приготовлению, а также количественной
оценке и анализу получаемых результатов. На примере природных азотсодержащих соединений,
главным образом белков, студенты овладевают приемами их выделения и очистки с использованием
различных методов, а также исследуют некоторые их свойства.
На разделе «Препаративная энзимология» студенты учатся выделять ферменты, получают их в
высокоочищенном состоянии и осваивают основы кинетических методов исследования. Отдельный
раздел большого практикума посвящен ознакомлению студентов с современными методами
молекулярной биологии и генной инженерии, принципами работы с нуклеиновыми кислотами. На
последнем разделе практикума студенты осваивают основные методы иммунохимии, возможности
использования антител в качестве инструментов биохимического исследования.
В программу практического обучения студентов на большом практикуме входит проведение
семинаров, тематика которых непосредственно связана с содержанием предлагаемых
экспериментальных задач. Каждый раздел практикума завершается устными сообщениями о
проделанной работе, а также написанием отчетов, при подготовке которых студенты учатся
письменно оформлять результаты научной работы.
Для обучения на большом практикуме (кроме последнего раздела) студентов разделяют на две
группы (по 6-8 человек), в каждой из них занятия проводят два преподавателя. При прохождении
заключительного раздела практикума (VII семестр) студенты работают индивидуально в научных
группах кафедры или в лабораториях научно-исследовательских институтов, где они выполняют
практическую задачу, связанную с тематикой исследования их непосредственного руководителя.
Данное исследование представляется в виде курсовой (бакалаврской) работы, защита которой
проходит в конце IV курса.
Навыки, получаемые студентами на большом практикуме, имеют основополагающий характер
и призваны помочь молодым специалистам в овладении технически более сложными методами,
применяемыми при работе в различных областях современной биохимии, молекулярной биологии и
других смежных науках.
9
Учебный процесс
Большой практикум
Сафронова Марина Иосифовна
доцент кафедры биохимии, кандидат биологических наук
На протяжении многих лет М.И. Сафронова является
руководителем большого практикума кафедры биохимии.
Она читает курс лекций по хроматографии для студентовбиохимиков и руководит практическими занятиями на
нескольких разделах большого и малого практикумов.
М.И. Сафронова участвовала в подготовке нескольких
учебно-методических разработок, таких как «Основы
практической
биохимии
белка» (2009),
«Методы
биохимического
исследования»
(2010),
а
также
«Практикума по биохимии» (1979 и 1989). М.И. Сафронова
удостоена
звания
почетного
работника
высшего
профессионального образования Российской Федерации.
Комната № 150
Руководитель большого
практикума, доцент М.И. Сафронова
Зайцева Наталия Николаевна
старший преподаватель кафедры биохимии
Наталия Николаевна Зайцева является одним из
наиболее
опытных
преподавателей
кафедры.
На
протяжении многих лет она проводит занятия на трех
разделах
большого
практикума.
Помимо
этого,
Н.Н. Зайцева вела практические занятия со студентами
малого практикума на разделах «Общая биохимия» и
«Методы биохимического исследования». Н.Н. Зайцева
является одним из соавторов двух изданий «Практикума по
биохимии» (1979 и 1989), а также учебно-методических
пособий «Основы практической химии белка» (2009) и
«Методы
биохимического
исследования»
(2010).
Н.Н. Зайцева является Заслуженным преподавателем МГУ.
Комната № 146
Старший преподаватель
Н.Н. Зайцева
10
Учебный процесс
Медведева Марина Валерьевна
доцент кафедры биохимии, кандидат биологических наук
Марина Валерьевна Медведева ведет занятия по
биохимии для студентов III-IV курсов. Ею разработаны
раздел малого практикума «Современные методы
биохимии» и программа семинаров для студентов III курс, в
проведении которых она принимает непосредственное
участие. На протяжении многих лет М.В. Медведева ведет
занятия по препаративной энзимологии для студентов IV
курса кафедры биохимии. М.В. Медведева - автор более 40
научных публикаций и 10 учебно-методических пособий.
Комната № 135
Доцент кафедры биохимии,
к.б.н. М.В. Медведева
Киреева Наталья Николаевна
старший преподаватель кафедры биохимии
Наталья Николаевна Киреева окончила кафедру
биохимии, некоторое время занималась научной работе на
кафедре, затем работала в других научных институтах
Москвы и США. В 2008 году вернулась на кафедру.
Наталья Николаевна ведет практические занятия и
семинары по биохимии на большом и малом практикумах
для студентов-биохимиков и студентов других кафедр.
Комната № 135
Старший преподаватель
Н.Н. Киреева
11
Учебный процесс
Жарова Татьяна Вадимовна
доцент кафедры биохимии, кандидат биологических наук
Татьяна Вадимовна Жарова окончила кафедру
биохимии в 1988 году и с этого времени работает на
кафедре, занимаясь изучением биоэнергетических систем
митохондрий и бактерий, таких как транспорт Ca2+,
дыхательная цепь и Н+-транслоцирующая F0F1-АТРаза. В
настоящее время Т.В. Жарова работает в лаборатории
проф. А.Д. Виноградова и участвует в исследованиях по
теме гранта РФФИ «Энзимология биоэнергетических
систем». В последние годы Т.В. Жарова проводит научные
исследования в области биохимии энергопреобразующих
систем аэробной клетки по теме «Сравнительное изучение
митохондриальной и бактериальной F0F1-АТРазы».
Т.В. Жарова ведет занятия Большого практикума для
студентов IV-го курса кафедры биохимии по разделу
«Препаративная энзимология», а также руководит
курсовыми и дипломными работами студентов кафедры,
заинтересованных в специализации в области биоэнергетики. Доцент кафедры биохимии,
cт.н.с., к.б.н. Т.В. Жарова
Комната № 160
Харитонов Алексей Викторович
преподаватель кафедры биохимии, кандидат биологических
наук
Алексей Викторович Харитонов окончил кафедру
физиологии
животных.
Сотрудник
лаборатории
иммунохимии. С 2005 года А.В. Харитонов ведет занятия
большого практикума в разделе «Иммунохимические
методы исследования макромолекул» для студентовбиохимиков IV курса, а также руководит выполнением
курсовых и дипломных работ.
Комната № 129
Научный сотрудник,
к.б.н. А.В. Харитонов
12
Учебный процесс
Серебряная Дарья Владимировна
преподаватель кафедры биохимии, кандидат биологических
наук
Дарья Владимировна Серебряная окончила кафедру
биохимии биологического факультета МГУ, аспирантуру
Российского Кардиологического Научного Центра, а также
проходила стажировку в университете города Кельна
(Германия) в департаменте вегетативной физиологии, где
занималась
изучением
молекулярных
механизмов
функционирования сократительного аппарата гладких
мышц. В настоящий момент Д.В. Серебряная работает в
лаборатории иммунохимии, где занимается получением и
исследованием свойств рекомбинантных антител. С 2005
года Д.В. Серебряная проводит занятия на большом
практикуме в разделе «Молекулярно-биологические методы
исследования макромолекул».
Комната № 134
Младший научный сотрудник,
к.б.н. Д.В. Серебряная
Сеферян Карина Рубеновна
преподаватель кафедры биохимии, кандидат биологических
наук
Карина Рубеновна Сеферян окончила кафедру
биоорганической химии биологического факультета МГУ и
продолжила научную работу в лаборатории иммунохимии.
К.Р. Сеферян занимается изучением строения и свойств
натрийдиуретического пептида В (BNP) и является автором
более 10 научных работ. С 2005 года К.Р. Сеферян ведет
занятия раздела большого практикума «Иммунохимические
методы исследования макромолекул».
Комната № 129
Младший научный сотрудник,
к.б.н. К.Р. Сеферян
13
Учебный процесс
Малый практикум
Соловьева Галина Александровна
доцент кафедры биохимии, кандидат биологических наук
Малый практикум кафедры биохимии проводится для
студентов различных кафедр биологического факультета и
призван дополнять курс лекций по биохимии и обучать
основным
приемам
биохимического
эксперимента.
Практические занятия состоят из семинаров и лабораторных
работ, что позволяет студентам совмещать изучение
теоретических основ биохимии с овладением навыками
экспериментальной работы.
Руководителем малого практикума кафедры биохимии
на протяжении многих лет является Галина Александровна
Соловьева. Многие годы она читает курс общей биохимии
для
студентов
зоолого-ботанического
отделения.
Г.А.Соловьева
была
руководителем
нескольких
кандидатских работ, она является автором нескольких
учебно-методических пособий, а также одним из соавторов
и редактором (совместно с академиком С.Е. Севериным)
«Практикума по биохимии» (1989).
Г.А. Соловьева – Заслуженный преподаватель МГУ.
Руководитель малого практикума,
доцент Г.А. Соловьева
Комната № 150
Судницына Мария Викторовна
ассистент кафедры биохимии, кандидат биологических наук
Мария Викторовна Судницына окончила кафедру
биохимии в 2004 г. и на протяжении двух лет занималась
исследованиями механизмов функционирования комплекса
I митохондрий. Затем некоторое время работала в
биотехнологических компаниях, а в 2008 г. вернулась на
кафедру, где занимается изучением свойств малых белков
теплового шока человека, а также универсального белкаадаптера 14-3-3. М.В. Судницына ведет практические
занятия в рамках малого практикума по биохимии, а также
семинарские занятия у студентов III курса кафедр
биофизики, биоинженерии, физиологии животных и
иммунологии.
Комната № 128
Ассистент кафедры биохимии,
к.б.н. М.В. Судницына
14
Учебный процесс
Владыченская Елизавета Александровна
преподаватель биохимии, кандидат биологических наук
Елизавета Александровна Владыченская окончила
кафедру биохимии биологического факультета МГУ.
Научная работа связана с исследованием особенностей
функционирования
нейрональных
рецепторов
в
ненейрональных клетках. Е.А. Владыченская читает курс
лекций «Биохимия мембран с основами нейрохимии» для
студентов III курса кафедры биохимии, а также проводит
занятия в рамках малого практикума для студентов III курса
кафедр физиологии животных, биофизики, биоинженерии,
иммунологии, клеточной биологии и гистологии.
Комната № 141
Научный сотрудник,
к.б.н. Е.А. Владыченская
Тюлина Ольга Владимировна
преподаватель кафедры биохимии, кандидат биологических
наук
Ольга Владимировна Тюлина окончила кафедру
биохимии в 1989 году и с этого времени работает на
кафедре. Научная работа О.В. Тюлиной была связана с
изучением механизмов транспорта кальция в митохондриях,
исследованием влияния гомоцистеина на «дыхательный
взрыв» нейтрофилов, изучением функционирования
глутаматных рецепторов в лимфоцитах и нейтрофилах,
исследованием влияния алкогольной интоксикации на
состояние клеток крови. Помимо этого О.В. Тюлина
исследовала антиоксидантные свойства карнозина и
родственных
ему
соединений
в
различных
экспериментальных моделях. О.В. Тюлина ведет занятия
большого практикума в разделе «Аналитическая биохимия»
для студентов III курса кафедры биохимии и малого
практикума
для
студентов
кафедр
иммунологии,
биоинженерии и биофизики.
Комната № 143
15
Научный сотрудник,
к.б.н. О.В. Тюлина
Учебный процесс
Альтшулер Евгений Петрович
преподаватель кафедры биохимии, кандидат биологических
наук
Евгений Петрович Альтшулер окончил кафедру
биохимии биологического факультета МГУ, в 2012 году
защитил кандидатскую диссертацию. В настоящее время
Евгений Петрович работает в лаборатории иммунохимии,
где занимается получением рекомбинантных антител и
модификацией их свойств. Участвует в проведении раздела
большого
практикума
«Молекулярно-биологические
методы исследований макромолекул».
Комната № 131
Младший научный сотрудник,
к.б.н. Е.П. Альтшулер
Катруха Иван Алексеевич
преподаватель кафедры биохимии
Иван Алексеевич Катруха с отличием окончил
кафедру биохимии МГУ в 2009 году. В течение последних
четырех лет работает над изучением биохимических и
диагностических свойств белков-маркеров инфаркта
миокарда, тропонина I и тропонина Т. На протяжении
четырех лет проводит занятия на разделе «Иммунохимия»
большого и малого практикумов, является автором
методического пособия «Применение иммунохимических
методов в биохимии» (2013). Призер I конкурса молодых
преподавателей МГУ (раздел «Практическое занятие»,
2012 год).
Комната № 129
Младший научный сотрудник
И.А. Катруха
16
Научные группы кафедры
Научные группы кафедры
Механизмы функционирования энергопреобразующих ферментов
митохондрий
Руководитель группы - профессор, д.б.н. Виноградов
Андрей Дмитриевич
Формирование
научной
школы
лауреата
Государственной премии СССР заслуженного профессора
МГУ А.Д. Виноградова началось в конце 60-х годов
прошлого века, время, когда биоэнергетика стала
самостоятельной,
бурно
развивающейся
областью
биохимии. В 70х годах А.Д. Виноградов (тогда молодой
ассистент кафедры биохимии) прошел стажировку в
ведущих
лабораториях
США
под
руководством
основателей мембранной биоэнергетики и энзимологии:
проф. Б. Чанса (Пенсильванский университет), проф.
Э. Ракера (Корнельский университет) и проф. Т. Сингера
(Госпиталь Ветеранов, Сан-Франциско); в 1980 г. работал в
Нью-Йоркском государственном университете в качестве
приглашённого профессора. За истекшие 40 лет
лаборатория внесла значительный вклад в развитие
мировой науки. Результаты работ группы опубликованы в
более чем двухстах статьях в отечественных и зарубежных
журналах.
Приоритетные результаты опубликованных группой
работ: 1) Обнаружение кооперативности кинетики
транспорта Са2+ митохондриями (1972 г.); 2) Установление
кинетических и термодинамических параметров связывания
активным центром сукцинатдегидрогеназы лигандовдикарбоксилатов (1979 г.); 3) Открытие Са2+-индуцируемой
неспецифической
проницаемости
митохондриальной
мембраны (1972 г.); 4) Открытие каталитической
активности железо-серного центра S-3 комплекса II
дыхательной цепи (1975); 5) Обнаружение и получение в
гомогенном состоянии нового фермента – оксалоацетаттаутомеразы матрикса митохондрий (1988); 6) Открытие
специфического центра прочного связывания ADP
митохондриальной
протонтранслоцирующей
Fo∙F1АТРсинтазой (1980); 7) Обнаружение гистерезисного
поведения комплекса I дыхательной цепи (1990 г.); 8)
Установление стехиометрии векторного переноса протонов
энергопреобразующим комплексом I дыхательной цепи
(1999); 9) Введение в практику исследований новых
искусственных акцепторов электронов для измерения
активности компонентов дыхательной цепи (1977; 1983 гг.);
10) Обнаружение свободно-радикальной формы убихинона
17
Руководитель группы – профессор,
д.б.н. А.Д. Виноградов
Доцент, к.б.н. В.Г. Гривенникова
Научные группы кафедры
в качестве интермедиата катализа NADH:убихинон-редуктазной реакции (1989 г.); 11) Обнаружение
аммоний-зависимой продукции активных форм кислорода митохондриями и идентификация
дигидролипоамиддегидрогеназы – фермента, катализирующего этот процесс (2010 г.).
В настоящее время научная работа группы сосредоточена на трёх направлениях. Одно из них
связано с изучением функционирования «главного» фермента, обеспечивающего клетку энергией –
Fo∙F1-АТРсинтазы. Детальный анализ, проведенный в серии работ, привел к новой идеологии
применительно к энергопреобразующим системам, согласно которой представление о ферменте как
об обратимо функционирующем катализаторе требует пересмотра. Основные положения этой
концепции, рассматривающей фермент-преобразователь энергии как молекулярную машину,
переключаемую на функционирование белка в качестве катализатора либо прямой, либо обратной
реакции, сформулированы в нескольких опубликованных обзорах.
Другое направление – изучение главного энергопреобразователя дыхательной цепи,
NADH:убихинон-оксидоредуктазы (комплекса I). Медленная трансформация каталитической
активности комплекса I, по-видимому, служит важным, до сих пор функционально непонятным
регуляторным механизмом биоэнергетики. Существование этого явления было показано в интактных
митохондриях, а затем в результате совместной работы с американскими учеными было
продемонстрировано и в сокращающемся перфузируемом сердце.
Третье направление – изучение количественного вклада аммоний-зависимой генерации
перекиси водорода дигидролипоамиддегидрогеназой в образование активных форм кислорода
митохондриями и выяснение молекулярного механизма активации этого процесса аммонием.
Исследования, проводимые в группе, в разные годы поддерживались грантами Российского
фонда фундаментальных исследований, грантами программы «Ведущие научные школы, а также
грантами Фонда Фогарти Национального института здоровья США.
Все сотрудники группы уделяют много времени преподаванию и научно-общественной
деятельности: В 1991 г. проф. Виноградов сменил на посту заведующего кафедрой биохимии
основателя кафедры – академика С.Е. Северина и занимал эту должность в течение 10 лет. В 2001 г.
оставил должность заведующего, следуя правилу о возрастном ограничении занятия
административных должностей. А.Д. Виноградов читает годовой курс «Биохимия» для студентов III
курса физиолого-биохимического отделения; В.Г. Гривенникова читает спецкурс «Кинетика
ферментативных реакций» для студентов-биохимиков IV курса; Т.В. Жарова проводит занятия на
разделе «Препаративная энзимология» в рамках большого практикума для студентов IV курса
кафедры биохимии. Профессор А.Д. Виноградов – вице-президент Национального комитета
российских биоэнергетиков, председатель Ученого совета по присуждению научных степеней по
специальности «Биохимия», член Центрального совета Российского биохимического общества, член
редколлегии журналов «Биохимия» и “Acta Biochimica Polonica”, лауреат программы «Соросовский
профессор». Доцент кафедры биохимии В.Г. Гривенников – лауреат программы «Соросовский
доцент». Молодые сотрудники группы А.В. Кареева и Г.В. Гладышев – лауреаты конкурса работ
талантливых студентов, аспирантов и молодых ученых МГУ им. М.В. Ломоносова.
В лаборатории подготовлено 24 кандидата наук, некоторые из них защитили докторские
диссертации и теперь возглавляют собственные группы. Профессор А.Д. Виноградов и доцент
В.Г. Гривенникова входят в число наиболее цитируемых в мировой литературе научных сотрудников
университета.
18
Научные группы кафедры
Наиболее важные работы сотрудников группы представлены в обзорах и статьях,
опубликованных в высокорейтинговых журналах:
1.
2.
3.
4.
5.
Zharova T.V., Vinogradov A.D. Energy-dependent Transformation of F0•F1-ATPase in Paracoccus
denitrificans Plasma Membranes (2004) J. Biol. Chem. 279, 12319-12324.
Zharova T.V., Vinogradov A.D. Energy-linked binding of Pi is required for continuous steady-state
proton-translocating ATP hydrolysis catalyzed by F0•F1 ATP synthase (2006) Biochemistry 45, 1455214558.
Grivennikova, V.G., Gladyshev, G.V., Vinogradov, A.D. Allosteric nucleotide-binding site in the
mitochondrial NADH:ubiquinone oxidoreductase (respiratory complex I). (2011) FEBS Lett. 585, 22122216.
Kareyeva A.V., Grivennikova V.G., Vinogradov A.D. Mitochondrial hydrogen peroxide production
as determined by the pyridine nucleotide pool and its redox state (2012) Biochim. Biophys. Acta 1817,
1879-1885.
Grivennikova V.G., Vinogradov A.D. Partitioning of superoxide and hydrogen peroxide production
by mitochondrial respiratory complex I (2013) Biochim. Biophys. Acta 1827, 446-454.
Состав группы:
Руководитель группы: профессор
Доцент
Доцент
Учебный мастер
Аспирант
Комнаты № 156, 158, 160
А.Д. Виноградов
Т.В. Жарова
В.Г. Гривенникова
А.В. Кареева
Г.В. Гладышев
19
Научные группы кафедры
Механизмы регуляции сократительной активности мышц и малые
белки теплового шока
Руководитель группы – заведующий кафедрой биохимии, чл.-корр. РАН, профессор,
д.б.н. Гусев Николай Борисович
В группе проводились и проводятся исследования по
трем основным направлениям. Первое направление
исследований касалось изучения структуры и свойств
белков, участвующих в регуляции сократительной
активности различных типов мышц. Подробно изучена
структура тропонинового комплекса, обеспечивающего
регуляцию сократительной активности сердца и скелетных
мышц. Обнаружена новая форма тропонина Т сердца и
охарактеризован
новый
фермент,
обеспечивающий
фосфорилирование тропонина Т. Проанализирована
структура и свойства кальдесмона и кальпонина,
участвующих в регуляции сократительной активности
гладких
мышц.
Охарактеризованы
протеинкиназы,
обеспечивающие фосфорилирование кальдесмона и
кальпонина,
и
изучены
Са-связывающие
белки,
участвующие в регуляции сократительной активности
гладких мышц.
Второе направление исследований касалось изучения
универсального адаптерного белка 14-3-3, способного
узнавать
и
взаимодействовать
с
различными
фосфорилированными
белками-мишенями.
Изучено
влияние мутаций, имитирующих фосфорилирование, на
структуру и лиганд-связывающие свойства 14-3-3.
Установлено, что в структуре тау белка, участвующего в
формировании цитоскелета нервных клеток, есть несколько
участков, фосфорилирование которых влияет на его
взаимодействие с белком 14-3-3. Обнаружено, что малый
белок теплового шока HspB6 в фосфорилированном
состоянии образует прочные комплексы с белком 14-3-3,
что может опосредованно играть важную роль в регуляции
сократительной активности немышечных клеток и гладких
мышц.
Третье направление исследований касается изучения
структуры и свойств малых белков теплового шока
человека. Получены рекомбинантные малые белки
теплового шока человека HspB1, HspB5, HspB6, HspB8,
охарактеризована их структура и шапероноподобная
активность. Начаты исследования структуры и свойств
мутантных малых белков теплового шока, экспрессия
которых коррелирует с развитием различных врожденных
заболеваний человека. Изучены строение и некоторые
свойства гетероолигомерных комплексов, образуемых
различными малыми белками теплового шока.
20
Руководитель группы – профессор,
д.б.н. Н.Б. Гусев
Ассистент кафедры А.С. Рыжавская
Научные группы кафедры
В группе было защищено 15 диссертаций на соискание ученой степени кандидата
биологических наук. Бывшие аспиранты и сотрудники группы успешно работают в научноисследовательских и медицинских учреждениях в Росси и за рубежом (Германия, Швейцария, США).
Исследования, проводимые в группе, поддерживались грантами Российского фонда
фугдаментальных исследований, ИНТАС и Wellcome Trust. Студенты, аспиранты и сотрудники в
разное время работавшие в группе, были отмечены стипендиями имени С.Е. Северина (И.С. Черник,
А.Е. Глухова, Н.Н. Случанко, Е.В. Мымриков, В.В. Нефедова), премиями совета молодых ученых
МГУ (Н.В. Богачева, О.О. Панасенко, И.С. Черник), стипендиями для аспирантов и молодых ученых
МГУ, достигших больших успехов в научной деятельности (М.В. Ким, А.А. Шеметов,
Н.Н. Случанко, Е.В. Мымриков, П.Н. Дацкевич), стипендиями Президента РФ (Е.В. Мымриков,
Н.Н. Случанко), золотой медалью РАН для молодых ученых (Н.Н. Случанко) и премиями РАН и
РАМН (А.Б. Добровольский, В.В. Рисник).
21
Научные группы кафедры
Некоторые результаты, полученные сотрудниками группы в последнее время, представлены в
следующих работах:
1.
Sluchanko N.N., Sudnitsyna M.V., Seit-Nebi A.S., Antson A.A., Gusev N.B.. Properties of the
monomeric form of human 14-3-3ζ protein and its interaction with tau and HspB6. (2011) Biochemistry
50(45):9797-9808.
2.
Mymrikov E.V., Seit-Nebi A.S., Gusev N.B.. Large potentials of small heat shock proteins. (2011)
Physiol Rev. 91(4):1123-1159.
3.
Sudnitsyna M.V., Seit-Nebi A.S., Gusev N.B.. Cofilin weakly interacts with 14-3-3 and therefore can
only indirectly participate in regulation of cell motility by small heat shock protein HspB6 (Hsp20). (2012)
Arch Biochem Biophys. 521(1-2):62-70.
4.
Datskevich P.N., Mymrikov E.V., Gusev N.B.. Utilization of fluorescent chimeras for investigation
of heterooligomeric complexes formed by human small heat shock proteins. (2012) Biochimie. 94(8):17941804
5.
Дацкевич П.Н., Нефедова В.В., Судницына М.В., Гусев Н.Б. Мутации малых теплового шока и
врожденные заболевания человека. (2012) Биохимия (Москва) 77 (13): 1500-1514.
6.
Sluchanko N.N., Gusev N.B.. Oligomeric structure of 14-3-3 protein: what do we know about
monomers? (2012) FEBS Lett. 586(24):4249-4256..
7.
Nefedova V.V., Datskevich P.N., Sudnitsyna M.V., Strelkov S.V., Gusev N.B.. Physico-chemical
properties of R140G and K141Q mutants of human small heat shock protein HspB1 associated with
hereditary peripheral neuropathies. (2013) Biochimie. 95(8):1582-1592
Состав группы:
Руководитель группы, профессор
Ассистенты
Учебный мастер
Аспиранты
Н.Б. Гусев
А.С. Рыжавская
М.В. Судницына
И.П. Евдокимова
П.Н. Дацкевич
В.В. Нефедова
Комната № 128
22
Научные группы кафедры
Гончарова Наталья Юрьевна
доцент, кандидат биологических наук, секретарь кафедры
по учебной работе.
На протяжении многих лет научные интересы были
связаны
с
исследованием
физиологической
роли
изоферментов
гексокиназы
в
различных
тканях
млекопитающих. Изоферменты гексокиназы обеспечивают
приспособление метаболизма глюкозы, одного из
важнейших энергетических субстратов клетки, к
функциональным особенностям различных органов (мозг,
сердечная и скелетная мышцы, печень). Объектом особого
внимания являлось изучение изоферментов гексокиназы,
функционирующих при экстремальных условиях, в том
числе при температурах близких к 0 ºС. Такого рода
исследования могут представлять практический интерес
особенно при решении медицинских проблем, связанных с
консервированием и транспортировкой органов и тканей в
операциях по трансплантации. Н.Ю. Гончарова ведет
занятия на малом практикуме по разделу «Методы
биохимического эксперимента», организует учебную
работу
кафедры,
она
является
Заслуженным
преподавателем МГУ.
Доцент кафедры биохимии,
к.б.н. Н.Ю. Гончарова
Комната № 139
Белоусова Любовь Васильевна
старший научный сотрудник, кандидат биологических наук,
секретарь кафедры по научной работе.
Научная работа Л.В. Белоусовой посвящена
исследованию структуры и функции цитоплазматической и
митохондриальной изоформ креатинкиназы - фермента,
играющего важную роль в энергетическом метаболизме
клеток. В последние года Л.В. Белоусова совместно с
лабораторией проф. Б.И. Курганова (Институт биохимии
РАН) проводила исследования, направленные на изучение
процессов сворачивания (упаковки) белка в клетке в
экстремальных условиях и влияния на этот процесс белков
теплового шока. Такие исследования помогают понять
процессы, происходящие в клетке при различных
неблагоприятных
воздействиях
и
при
некоторых
нейродегенеративных заболеваниях. Л.В. Белоусова
проводит занятия на малом практикуме со студентами
физиолого-биохимического отделения, отвечает за работу с
соискателями и аспирантами кафедры биохимии.
Старший научный сотрудник,
к.б.н. Л.В. Белоусова
Комната № 139
23
Научные группы кафедры
Физиологическая
роль
нуклеозиддифосфаткиназы
компартмента митохондрий печени
наружного
Руководитель группы - старший научный сотрудник, д.б.н. Липская Татьяна Юрьевна
На протяжении многих лет группа исследовала
свойства и функции митохондриальной креатинкиназы
сердца. По материалам этой работы защищены 7
кандидатских и 1 докторская диссертация.
В последние годы группа занимается изучением
свойств и функций нуклеозиддифосфаткиназы (НДФК)
наружного компартмента митохондрий печени крысы. В
физиологических условиях НДФК катализирует реакции
синтеза различных нуклеозидтрифосфатов из АТР и
соответствующих
нуклеозиддифосфатов.
Эти
нуклеозидтрифосфаты, а не АТР, служат непосредственным
источником энергии для основных анаболических
процессов и необходимы для построения молекул ДНК и
РНК. В тканях человека обнаружены 10 изозимов НДФК,
различающихся внутриклеточной локализацией и тканевой
специфичностью. НДФК участвует в регуляции таких
процессов как подвижность клеток, злокачественный рост,
апоптоз. Таким образом, НДФК – поистине универсальный
регулятор внутриклеточных процессов; и именно поэтому
поэтому она привлекает внимание многих исследователей. Руководитель группы –
старший научный сотрудник,
Несмотря на успехи, достигнутые при изучении НДФК с
д.б.н. Т.Ю. Липская
помощью
молекулярно-биологических
подходов,
конкретные биохимические механизмы регуляции процессов с участием НДФК в подавляющем
большинстве случаев до сих пор не известны. Предполагают, что регуляторные свойства НДФК в
значительной степени обусловлены ее способностью образовывать комплексы со многими
внутриклеточными белками. Изучение этих механизмов регуляции представляет интерес не только
для фундаментальной науки, но и для медицины.
Почему в качестве объекта исследования была выбрана НДФК наружного компартмента
митохондрий печени? В митохондриях печени НДФК присутствует в наружном компартменте и в
матриксе. В то время как физиологическая роль НДФК матрикса достаточно ясна, специфические
функции НДФК наружного компартмента не известны, хотя ее активность может обеспечить
близкую к максимальной скорость окислительного фосфорилирования. Ферменты наружного
компартмента митохондрий играют важную и в то же время недостаточно полно
охарактеризованную роль в развитии апоптоза и в регуляции метаболических путей. Нарушения в
этой области приводят ко многим болезням метаболизма. Исходя из того, что известно о
регуляторных свойствах НДФК, можно предположить, что этому ферменту принадлежит важная
роль и в регуляции процессов, происходящих в наружном компартменте митохондрий.
Изучение НДФК наружного компартмента (нНДФК) мы начали с уточнения ее локализации.
Знание точной локализации фермента важно, так как функции и способы регуляции активности
ферментов, различающихся своей локализацией, должны быть разными. Мы доказали, что фермент
локализован на наружной поверхности наружной мембраны митохондрий и связан с мембранами, повидимому, в основном силами гидрофобного взаимодействия.
Известно, что важнейшей функцией митохондрий в нормальных условиях является
обеспечение клеток энергией. Однако низкая проницаемость наружной митохондриальной мембраны
24
Научные группы кафедры
для ADP могла бы лимитировать скорость внутриклеточного транспорта энергии. Проблема
решается благодаря возникновению так называемого функционального сопряжения между
активностью киназ наружного компартмента митохондрий (креатинкиназы, аденилаткиназы,
гексокиназы, глицеринкиназы) и системой окислительного фосфорилирования. Ранее при изучении
митохондриальной креатинкиназы мы сформулировали гипотезу о механизме участия этого
фермента в функциональном сопряжении и его физиологической роли в межмембранном
пространстве митохондрий сердца и скелетных мышц. При изучении нНДФК мы показали, что
фермент также участвует в функциональном сопряжении, причем в митохондриях печени нНДФК
является основным ферментом, обеспечивающим функциональное сопряжение с системой
окислительного фосфорилирования. Мы установили, что в функциональном сопряжении участвует
около 25% активности нНДФК и что в процесс вовлечены только наиболее прочно связанные с
наружной мембраной молекулы фермента. Роль остальных молекул нНДФК по-прежнему не
известна. Одной из целей наших исследований является выяснение этой роли.
Мы установили, что молекулы нНДФК, не участвующие в функциональном сопряжении,
солюбилизируются из митохондрий при их хранении и что солюбилизация может быть обращена.
Это позволяет думать, что подобная обратимая солюбилизация может иметь место и в
физиологических условиях. Оказалось, что с наружной мембраной митохондрий связывается только
специфическая фракция молекул НДФК, активность которой составляет менее 9% активности
фермента, присутствующей в цитозоле клеток печени. По данным иммуноферментного анализа, это
НДФК α, гомологичная НДФК-В человека. Связанный и свободный фермент находятся в состоянии
равновесия; определена константа связывания. Получены доказательства того, что участки
связывания нНДФК на наружной митохондриальной мембране отличаются от участков связывания
гексокиназы и глицеринкиназы.По материалам описанных экспериментов защищена кандидатская
диссертация. Работа была поддержана Фондом АЛСАМ (Лос Анджелес, Калифорния).
В дальнейших исследованиях мы предполагаем разработать метод выделения и очистки
гексамера НДФК из митохондрий печени крысы; попытаться понять, чем эти молекулы отличаются
от других молекул НДФК α, присутствующих в цитоплазме клеток печени. Выяснение этого может
послужить ключом к выяснению еще одной функции нНДФК.
Состав группы:
Руководитель группы
Младший научный сотрудник
д.б.н., c.н.с. Т.Ю. Липская
к.б.н. В.В. Воинова
Некоторые публикации последних лет:
1.
Т.Ю. Липская, К.Н. Плакида. В митохондриях печени крысы вся нуклеозиддифосфаткиназа
наружного компартмента локализована на внешней поверхности наружной мембраны (2003)
Биохимия, 68, 1412 – 1422.
2.
Т.Ю. Липская, В.В. Воинова. Функциональное сопряжение нуклеозиддифосфаткиназы
наружного компартмента митохондрий печени крысы и окислительным фосфорилированием (2005)
Биохимия, 70, 1646 – 1655.
3.
Т.Ю. Липская, В.В. Воинова. Нуклеозиддифосфаткиназа митохондрий: характер
взаимодействия с наружной митохондриальной мембраной и доля активности, функционально
сопряженной с окислительным фосфорилированием (2008) Биохимия, 73, 395 – 407.
4.
Т.Ю. Липская, В.В. Воинова. Обратимость солюбилизации нуклеозиддифосфаткиназы с
поверхности наружной мембраны митохондрий (2009) Биохимия, 74, 710 – 720.
5.
Т.Ю. Липская, В.В. Воинова. Активность молекул а изоформы нуклеозиддифосфаткиназы
(НДФК а), способных связаться с наружной мембраной митохондрий, составляет менее 10% общей
активности НДФК, присутствующей в цитоплазме клеток печени Биохимия, (2012) 77, 731 – 741.
25
Научные группы кафедры
Роль Na,K-АТФазы в функционировании клеток и проведении
сигналов
Руководитель группы - ведущий научный сотрудник, д.б.н. Лопина Ольга Дмитриевна
Na,K-АТPаза (Na-насос) – это встроенный в плазматическую мембрану фермент, который
переносит ионы Na и K через мембрану против электрохимического градиента. Он был открыт
Йенсом Скоу в 1957 году. За открытие и исследование этого фермента в 1997 году Йенс Скоу
получил Нобелевскую премию.
Изучение Na,K-АТPазы на нашей кафедре началось еще в 1967 году под руководством
профессора А.А. Болдырева. Затем часть этих исследований сосредоточилась в нашей группе.
Основное их направление - изучение некласических функций Na,K-АТPазы.
В настоящее время установлено, что Na,K-АТPаза играет важную роль в выполнении многих
функций клетки. Так например, благодаря ее работе на плазматической мембране клеток создается
мембранный потенциал покоя. В возбудимых тканях (нервная, мышечная) этот насос обеспечивает
возможность генерации потенциала действия. Созданный Na,K-АТPазой градиент ионов натрия
используется как источник энергии для обеспечения вторичного транспорта некоторых катионов
(например, Н+ и Са2+) и метаболитов (сахара, аминокислоты). Кроме того, обнаружено, что Na,KАТPаза является рецептором для соединений, названных кардиотоническими стероидами, среди
которых наиболее известными являются уабаин и дигоксин (алкалоид из наперстянки). Недавно
было показано, что эти соединения есть не только у растений, но и в организмах животных, где они
выполняют функцию гормонов.
Кардиотонические стероиды, связываясь с Na,K-АТPазой, ингибируют этот фермент. В сердце
ингибирование насоса приводит к повышению внутриклеточной концентрации Na + и к активации
Na/Ca-обменника, который увеличивает вход в клетку Са2+. Это, в свою очередь, усиливает
сокращение сердечной мышцы. Помимо этого связывание уабаина обеспечивает изменение
конформации Na,K-АТPазы. Это приводит к связыванию с ней Src-киназы и к активации последней.
После этого происходит фосфорилирование Src-киназой эпидермального фактора роста и
мобилизация малых GTP-связывающих белков, что включает сигнальный каскад, влияющий в
конечном итоге на экспрессию генов, вызывая гипертрофию сердечной мышцы.
Иная ситуация наблюдается в эпителии почек. В этом случае связывание уабаина с Na,KАТPазой приводит к смерти клеток эпителия, эта смерть не связана с ингибированием Na,K-АТPазы,
а, скорее всего, обусловлена изменением ее конформации и связыванием с ферментом белков
сигнального каскада, приводящим к активации Erk-киназы и последующей смерти клеток. Другой
кардиотонический стероид, маринобуфагенин, не приводит к смерти клеток эпителия почек, хотя он
ингибирует Na,K-АТPазу так же, как и уабаин. Таким образом, связывание кардиотонических
стероидов с Na,K-АТPазой приводит к осуществлению неклассических функций Na,K-АТPазы,
которые обеспечиваются включением сигнальных каскадов.
В настоящее время в нашей группе проводится изучение конформационных изменений
фермента под действием уабаина и маринобуфагенина с целью выявления конформации фермента,
которая обеспечивает связывание белка, включающего сигнальный каскад, приводящий к смерти
клеток. Кроме того, мы пытаемся идентифицировать белок, который, связываясь с Na,K-АТPазой,
включает сигнальный каскад, обеспечивающий смерть клеток эпителия почек.
Второе направление работы связано с изучением процесса глутатионилирования SH-групп
Na,K-АТРазы. Внутриклеточный трипептид глутатион представлен в цитоплазме клеток в двух
формах: окисленной и восстановленной. Соотношение окисленного и восстановленного глутатиона
определяет редокс-состояние клетки, оно снижается при окислительном стрессе за счет повышения
концентрации окисленного глутатиона. Мы установили, что при повышении концентрации
окисленного глутатиона возможно его связывание с 13 из 15 цитозольных SH-групп каталитической
26
Научные группы кафедры
субъединицы Na,K-АТPазы. Модификация окисленным глутатионом трех SH-групп, расположенных
поблизости от активного центра фермента, приводит к полной потере его активности.
Активность фермента можно полностью восстановить после устранения окислительного
стресса за счет удаления глутатиона с соответствующих SH-групп. Этот процесс имеет важное
физиологическое значение, поскольку Na,K-АТPаза потребляет до 40% от общего количества АТФ в
кардиомиоцитах. Таким образом, за счет глутатионилирования SH-групп, влияющих на активность
Na,K-АТPазы, можно снизить потребление АТФ, что крайне важно в условиях гипоксии.
Остается невыясненным вопрос, какую функцию выполняют другие свободные SH-группы
Na,K-АТPазы, и какова роль процесса их глутатионилирования. Мы предполагаем, что
глутатионилирование остальных SH-групп фермента может играть важную роль в связывании с
Na,K-АТPазой определенных лигандов, например, регуляторных белков или кардиотонических
стероидов, что может привести к выключению определенных сигнальных каскадов.
Группа работает на кафедре биохимии в комнатах 136 и 138. Руководитель группы - Лопина
Ольга Дмитриевна, ведущий научный сотрудник, доктор биологических наук, профессор. Под ее
руководством защищено 6 кандидатских диссертаций. В настоящее время в группе работают два
аспиранта: Елизавета Андреевна Климанова и Елена Александровна Дергоусова, а также соискатель
Юлия Владимировна Каманина. Работа исследовательского коллектива на протяжении последних 20
лет поддерживается за счет финансирования грантами Российского Фонда Фундаментальных
исследований, а также международными грантами (гранты Сороса и INTAS). Группа работает в
тесном сотрудничестве с Университетом Монреаля, Канада (профессор Орлов Сергей Николаевич), а
также с Институтом молекулярной биологии (Лаборатория конформационной стабильности белков и
физических методов анализа, руководитель академик РАН Макаров Александр Александрович).
Основные публикации группы, сделанные в сотрудничестве с этими коллективами, представлены
ниже:
1.
Yakushev S, Mitkevich V.A., Kamanina Y.V., Ziganshin R.H., Meng X, Anashkina A.A., Makhro A,
Lopina O.D., Gassmann M, Makarov A.A., Bogdanova A., Petrushanko I.Y.. S-glutathionylation of the
Na,K-ATPase catalytic  subunit is a determinant of the enzyme redox sensitivity. (2012) J Biol
Chem.;287(38):32195-205.
2.
Akimova O.A., Lopina O.D., Rubtsov A.M., Hamet P, Orlov S.N.. Investigation of mechanism of
p38 MAPK activation in renal epithelial cell from distal tubules triggered by cardiotonic steroids. (2010)
Biochemistry (Mosc). 75(8):971-8.
3.
Akimova O.A., Lopina O.D., Rubtsov A.M., Gekle M, Tremblay J, Hamet P, Orlov S.N.. Death of
ouabain-treated renal epithelial cells: evidence for p38 MAPK-mediated Na (i) (+) /K (i) (+) -independent
signaling. (2009) Apoptosis. 14(11):1266-73.
4.
Akimova O.A., Lopina O.D., Tremblay J, Hamet P, Orlov S.N.. Altered phosphorylation of
RRXS*/T* motif in ouabain-treated renal epithelial cells is not mediated by inversion of the [Na](i)/[K+](i)
ratio. (2008) Cell Physiol Biochem. 21(4):315-24.
5.
Akimova O.A., Lopina O.D., Hamet P, Orlov S.N.. Search for intermediates of Na+,K+-ATPasemediated [Na+]i/[K+]i-independent death signaling triggered by cardiotonic steroids. (2005)
Pathophysiology. 12(2):125-35.
6.
Akimova O.A., Bagrov A.Y., Lopina O.D., Kamernitsky A.V., Tremblay J, Hamet P, Orlov S.N..
Cardiotonic steroids differentially affect intracellular Na+ and [Na+]i/[K+]i-independent signaling in C7MDCK cells. (2005) J Biol Chem. 280(1):832-9.
7.
Pchejetski D, Taurin S, Der Sarkissian S, Lopina O.D., Pshezhetsky A.V., Tremblay J, deBlois D,
Hamet P, Orlov SN. Inhibition of Na+,K+-ATPase by ouabain triggers epithelial cell death independently of
inversion of the [Na+]i/[K+]i ratio. (2003) Biochem Biophys Res Commun. 301(3):735-44.
27
Научные группы кафедры
Состав группы:
Руководитель группы
Инженер-исследователь
Аспиранты
д.б.н., в.н.с. О.Д. Лопина
Ю.В. Каманина
Е.А. Климанова
Е.А. Дергоусова
Комнаты № 136, 138
28
Научные группы кафедры
Антитела как современный высокочувствительный
фундаментальных и прикладных исследований
инструмент
Руководитель группы – профессор, д.б.н. Катруха Алексей Генрихович
На протяжении четверти века сотрудники группы
изучают
биохимические
свойства
белков-маркеров
различных патологических состояний человека. Основными
объектами исследований являются белки, ассоциированные
с сердечно-сосудистыми заболеваниями, такими как
инфаркт
миокарда,
стенокардия,
сердечная
недостаточность, нарушения свертываемости крови.
В сфере интересов научной группы целый спектр
разнообразных белков – это белки тропонинового
комплекса (тропонины I и Т), небольшие цитозольные
белки миоглобин и FABP; белки, циркулирующие в крови
человека - D-димер; натрийуретические пептиды; РАРР-А,
IGFBP-4 и целый ряд других маркеров, широко
используемых в современной клинической химии.
Сотрудники лаборатории разрабатывают новые подходы к
количественному и качественному определению белковмаркеров в крови больного, опираясь
на детальные
исследования биохимических свойств белковых молекул. В
работе группы широко используются разнообразные
иммунохимические методы, основанные на применении
Руководитель группы –
различных антител – как поликлональных (включая профессор, д.б.н. А.Г. Катруха
моноспецифические), так и моноклональных. Антитела как
один из наиболее высокочувствительных и точных инструментов современной биохимии позволяют
изучать свойства макромолекул, представленных в тканях и крови человека в крайне низких (нано- и
даже пикомолярных) концентрациях, когда другие современные биохимические методы оказываются
бессильны.
Помимо разнообразных иммунохимических методов, в лаборатории широко используются
современные биохимические подходы, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография,
метод плазмонного резонанса, масс-спектрометрические методы исследования, генно-инженерные
технологии, а также проводятся работы с использованием разнообразных клеточных культур.
Одним из наиболее перспективных направлений работы группы является получение
рекомбинантных антител (как полноразмерных, так и их фрагментов) в про- и эукариотических
системах экспрессии. Отдельной актуальной темой является искусственное увеличение аффинности
моноклональных
антител
путем
генно-инженерной
модификации
аминокислотной
последовательности, формирующей антиген-связывающий центр антитела. Изучается возможность
создания на основе моноспецифических моноклональных антител искусственных конструкций с
двумя и более различными центрами связывания антигена.
В лаборатории было защищено семь диссертаций на соискание ученой степени кандидата
биологических наук. В настоящее время группа активно сотрудничает с рядом отечественных и
зарубежных университетских и клинических лабораторий. Научные результаты регулярно
представляются на ведущих научных конференциях, публикуются в авторитетных международных
биохимических и клинических научных журналах. Руководитель группы – профессор Алексей
Генрихович Катруха является членом целого ряда международных научных комитетов и рабочих
групп.
29
Научные группы кафедры
Некоторые результаты, полученные сотрудниками группы, представлены в следующих работах:
1.
Semenov A.G., Tamm N.N., Seferian K.R., Postnikov A.B., Karpova N.S., Serebryanaya D.V.,
Koshkina E.V., Krasnoselsky M.I., Katrukha A.G. Processing of pro-B-Type Natriuretic Peptide: Furin and
Corin as candidate convertases, Clinical Biochemistry (2010), V. 56, N 7, 1166-76,
2.
Semenov A.G., Seferian K.R.. Biochemistry of the human B-type natriuretic peptide precursor and
molecular aspects of its processing Clinica Chimica Acta (2011), V. 412, pp. 850-860,
3.
Solovyeva T.I., Postnikov A.B., Kharitonov A.V., Tryshina Y.A., Malanichev R.V., Arutyunov A.G.,
Murakami M.M., Apple F.S., Bereznikova A.V., Katrukha A.G. N-terminal and C-terminal fragments of
IGFBP-4 as new markers for short-term risk assessment of major adverse cardiac events (MACE) in patients
presenting with ischemia, Clinical Chemistry (2011), Vol. 57, No. 10, Supplement,
4.
Altshuler E.P., Vylegzhanina A.V., Katrukha I.A., Bereznikova A.V., Serebryanaya D.V.
Application of recombinant antibody fragments for troponin I measurements Biochemistry (Mosc). (2012);
77(12):1362-7.
Состав группы:
Руководитель группы
Научные сотрудники
профессор, д.б.н. А.Г. Катруха,
к.б.н. А.Н. Кара,
к.б.н. А.В. Харитонов,
Младшие научные сотрудники
к.б.н. К.Р. Сеферян,
к.б.н. Д.В. Серебряная,
к.б.н. Е.П. Альтшулер,
И.А. Катруха
Старший лаборант
Е.Н. Акинфиева
Аспиранты
Е.Э. Фейгина,
А.А. Конев
Комнаты 129, 131
30