Печать
Просмотров: 596

История кафедры

Кафедра химии природных соединений была создана в сентябре 1963 г. на базе проблемной лаборатории природных соединений, руководимой д.х.н. проф. Георгием Васильевичем Пигулевским.

Г.В. Пигулевский начал преподавательскую деятельность в Петроградском университете в 1920 году, в 1934 г. он был утвержден профессором Ленинградского университета, и ему было поручено руководство лабораторией биопродуктов при кафедре органической химии. В 1957 году эта лаборатория была преобразована в проблемную лабораторию химии природных соединений. Исследования проводились в двух, ставших традиционными для всей научной деятельности Г. В. Пигулевского, направлениях:

  • изучение состава эфирных масел, выделенных из растений и химические превращения терпеновых соединений,
  • изучение жирных растительных масел и химия высших жирных кислот.

Георгий Васильевич стремился использовать в своих работах новые методы исследования, в том числе и физические, он явился пионером среди русских химиков-органиков в использовании молекулярной спектроскопии, начав применение этого метода в своей лаборатории еще в 1937 году.

Несмотря на высокий уровень исследований, проводимых в лаборатории, руководство химического факультета признало необходимым иметь кафедру более широкого профиля в области биоорганической химии, химии биологически активных веществ. Таким образом, проблемная лаборатория природных соединений была преобразована в кафедру химии природных соединений. Возглавил кафедру д.х.н., проф. Вячеслав Федорович Мартынов, незадолго до того (1962 г) защитивший докторскую диссертацию на кафедре строения органических соединений. В. Ф. Мартынов руководил кафедрой до 1988 г. В 1988 г. заведовать кафедрой стал Александр Григорьевич Шавва, а в 2013 г. – Ростислав Евгеньевич Трифонов.

Широта научных интересов Вячеслава Федоровича Мартынова, внимание к теоретическим проблемам и одновременно к практической направленности исследований, восприимчивость к новым идеям, тяга к научному общению – это те качества, которые позволили ему решить весьма сложную проблему. Необходимо было не только сохранить и продолжать развивать направление, избранное проф. Г. В. Пигулевским, но и одновременно расширить область научных исследований введением нового, перспективного направления. Научная интуиция В. Ф. Мартынова подсказала ему выбрать в качестве такового новую в то время для отечественной науки ветвь – синтез и исследования в области биологически активных пептидов.

Сотрудники кафедры в 1975 г. Слева направо 1 ряд: О.А.Кауров, А.И. Вакало, В.Ф. Мартынов, И.Л Куранова, А.Г. Шавва; 2 ряд: С.И. Шурухина, И.М. Лущицкая, З.А. Ардемасова, Л.Г. Матюхина, А. Конокотина, Е.Б. Филонова, Ж.Д. Беспалова; 3 ряд: В. Морозов, Э.Г. Яковлева, М.И. Титов, А.С. Данилова, Л. Павлова, Е.П. Жаботинская, А. Федоров.

Для ускорения подготовки кадров группа молодых сотрудников (Михаил Иванович Титов, Олег Алексеевич Кауров, Алла Степановна Данилова) осенью 1963 г. была направлена на стажировку в Прагу в Институт органической химии и биохимии Академии наук ЧССР. Связи с этим институтом были установлены Г.В. Пигулевским еще в 1957 году, когда он находился в научной командировке в лаборатории проф. Шорма, ведущей в то время лаборатории по исследованию терпеноидов. Здесь также работали специалисты европейского уровня в области пептидной химии, создавшие подлинную школу воспитания специалистов высокого класса - проф. Й. Рудингер, проф. К. Подушка, проф. К. Блага и др. Во время стажировки молодые ученые приобрели бесценный опыт изнания в новой для них области химии – химии пептидов. Научные исследования, проводимые в проблемной лаборатории химии природных соединений, были продолжены и развиты учениками и сотрудниками Г. В. Пигулевского на кафедре.

Ст. научн. сотр. Сергей Аркадьевич Кожин (на фото) с сотрудниками (Елена Игоревна Сорочинская, Лариса Николаевна Слесарь, Елена Петровна Жаботинская, Нинель Даниловна Трейгер, Александр Олегович Смирнов), исследовали летучие и нелетучие компоненты эфирных масел, выделенных из растений, собранных в разных регионах СССР.

Проводимые под руководством С.А. Кожина работы представляли не только теоретический, но и практический интерес. Была разработана методика газохроматографической оценки качества чая. С помощью газохроматографического анализа был изучен состав феромонов опасного сельскохозяйственного вредителя – вредной черепашки с целью создания препаратов для борьбы с этим вредителем.

Доцент, впоследствии руководитель проблемной лаборатории химии природных соединений, Алексей Александрович Рябинин, был первым в СССР, кто начал изучать тритерпеновый состав растений. Группой сотрудников (Инна Александровна Салтыкова, Алла Дмитриевна Зорина) под руководством А.А.Рябинина, а позднее под руководством ст. научн. сотр. Лидии Георгиевны Матюхиной были выделены новые, ранее не описанные в научной литературе, тритерпеноиды, установлена их структура и пространственное строение. В сотрудничестве с проф. Уриссоном (Франция) были установлены структуры эуфорбиостероида и тетрациклического тритерпеноида альнинканона.

Слева направо:
И.А. Салтыкова, А.Д. Зорина, Л.Г. Матюхина.

Группа под руководством Л. Г. Матюхиной (А. Д. Зорина, И. А. Салтыкова) принимала участие в разработке радиоиммунологических наборов для проведения допинг-контроля в период подготовки к Московской олимпиаде 1980 г, а также для диагностики различных эндокринологических заболеваний. Эти наборы широко использовались в Институте акушерства и гинекологии им. Отто и Детской больнице им. Раухфуса.

В настоящее время работы по исследованию тритерпенового состава растений продолжаются доцентом Аллой Дмитриевной Зориной. Основной задачей этих исследований является синтез биологически активных соединений на основе доступных тритерпеноидов с использованием не только отечественного растительного материала, но и предоставленного вьетнамскими коллегами из Университета г. Хошимин, сотрудничество с которыми началось еще в 1984 г. Противовирусная активность как самих тритерпеноидов, так и синтезированных на их основе полимерных производных, исследуется в Институте гриппа РАМН.

Приоритетным направлением работы группы, которой руководила ученица и коллега Г. В. Пигулевского доцент Инна Леонидовна Куранова и в которую входили Елена Менторовна Ростомян, Елена Борисовна Филонова, Вера Леонидовна Людмирова, Лариса Васильевна Балыкина, Нина Николаевна Шестакова, Нина Геннадьевна Ковалева, Светлана Михайловна Пучкова, было исследование α-окисей непредельных жирных кислот (олеиновой, линолевой, линоленовой и др.), выделенных из различных растительных масел. Были изучены химические превращения α-окисей в реакциях с разнообразными нуклеофильными и электрофильными реагентами. Результаты этих исследований были обобщены И.Л. Курановой в докторской диссертации, которую она защитила в 1981 г. после чего работы в этом направлении были завершены.

Специфика работы по вышеперечисленным направлениям заключалась в том, что для большинства исследований требовалось растительное сырье. Сбором растительного сырья занимались сотрудники, аспиранты и студенты кафедры, выезжая в многочисленные экспедиции которыми на протяжении многих лет руководили Сергей Аркадьевич Кожин и Инна Александровна Салтыкова. Экспедиции организовывались почти ежегодно, и география их была широка – Дальний Восток, Байкал, Сибирь, Киргизия, Туркменистан и другие регионы страны. Организация и проведение экспедиций – это особая сфера деятельности, требующая больших затрат физической и эмоциональной энергии. Неоценимую помощь в подготовке экспедиций оказывала старший инженер Анна Ивановна Вакало. В течение 20 лет, с 1973 по 1993 гг., под руководством Инны Леонидовны Курановой проводились работы по хоздоговору с крупнейшим горно-обогатительным комбинатом «Апатит». Выполнение этой работы было связано с решением важнейшей экологической задачи – прекращением сброса сточных вод комбината в природные водоемы и переходом на замкнутый водооборот.

Группа И.Л. Курановой, 1973-1975. Слева направо: Е.Б. Филонова, С. Гордеенко, Л.В. Балыкина, Е.В. Снеткова, В.Л. Людмирова, Н. Брицина, В.П. Сергутина

Новое направление кафедры, синтез пептидов, получило стремительное развитие после возвращения из Праги молодых ученых, прошедших там стажировку.

Пептидная химия, особенно пептидный синтез, с самого начала развивались в теснейшей связи с биологическими исследованиями. После установления структуры и последующего синтеза окситоцина (В.дю Виньо), открывшего доступ к синтетическим пептидным гормонам и их структурным аналогам, пептидный синтез попал в область интересов фармакологии и фармацевтической химии, которые в свою очередь стимулировали необычайно интенсивное развитие пептидного синтеза.

Несмотря на внушительные достижения, синтез каждого конкретного пептида остается до настоящего времени сложной, всегда самостоятельной задачей.

Основным направлением работы созданных пептидных групп, был синтез биологически активных пептидов и их аналогов, выявление взаимосвязи структура-функция с целью изучения механизма действия этих пептидов и возможности создания на основе полученной информации препаратов для клинического применения.

Ст. научн. сотр. М.И. Титов с аспирантами Ж.Д .Беспаловой (справа) и С.И. Шурухиной, 1967 г.

Первыми биологически активными пептидами, синтезированными на кафедре, были окситоцин и его аналоги. Был разработан новый метод синтеза окситоцина и синтезирован целый ряд его структурных аналогов, модифицированных в различных положениях, в том числе и неприродными аминокислотами (Михаил Иванович Титов, Жанна Дмитриевна Беспалова, Олег Васильевич Кесарев, Олег Алексеевич Кауров, Михаил Александрович Самарцев, Олег Алексеевич Попернацкий, Мария Павловна Смирнова, Татьяна Кузьминична Ложкина, Евгений Иосифович Григорьев, Ирина Михайловна Лущицкая).

Изучение биологической активности синтезированных аналогов позволило установить ряд закономерностей, касающихся зависимости структура-активность, выявить роль конформационного состояния молекулы пептида при взаимодействии с рецептором. Были получены аналоги, представляющие интерес для использования их в медицинской практике и животноводстве.

Был разработан простой и эффективный метод синтеза пептидного гормона брадикинина, на основе которого получен ряд его аналогов для изучения механизма гормон-рецепторного взаимодействия (М. Титов, Ж. Беспалова, С. Шурухина, А. Азьмуко)

Были синтезированы ряд фрагментов гастрина и их аналоги, получены конъюгаты этих пептидов с различными носителями (М.А. Самарцев, А.Н. Прусаков). Синтезированные препараты нашли широкое применение для изучения секреторной функции желудка и поджелудочной железы.

В процессе разработки синтезов относительно низкомолекулярных пептидов был решен ряд проблем и накоплен необходимый опыт, позволивший группе сотрудников (Ж.Д. Беспалова, Виктор Николаевич Калихевич, Зоя Александровна Ардемасова, Людмила Ивановна Леонтьева) под руководством М.И. Титова впервые в СССР осуществить полный синтез инсулина человека (1970-1975 гг). В 1975 г. М.И. Титов защитил докторскую диссертацию на тему «Синтез инсулина человека и других пептидных гормонов». За эту работу М.И. Титов в 1976 г был удостоен Университетской премии.

В 1987 г за успешные работы в области синтеза пептидных препаратов М.И. Титову и Ж.Д. Беспаловой была присуждена Государственная премия СССР.

В 1976 г М.И. Титов был приглашен в Москву на должность руководителя лаборатории синтеза пептидов во Всесоюзном кардиологическом научном центре АМН СССР, вместе с ним кафедру покинули Ж.Д. Беспалова и А.А. Азьмуко.

Сотрудники группы ст. н. с. М. И. Титова. Слева направо: ст. н. сотр. Ж. Д. Беспалова, М. И. Титов, инж. А. О. Смирнов, м. н. с. З. А. Ардемасова, 1974 год.

Несмотря на существенные кадровые потери пептидное направление продолжало развиваться. Значительный раздел этого направления был посвящен синтезу и изучению механизмов действия целого ряда пептидных биорегуляторов, важнейшими из которых являются нейропептиды – эндогенные регуляторы функций центральной нервной системы. Изучение и развитие представлений о месте и значении нейропептидов в регуляторных процессах имеет не только фундаментальное значение, но и должно привести к разработке новых методов лечения самых разнообразных заболеваний.

Одним из представителей нейропептидов является так называемый пептид дельта-сна (DSIP), который был открыт в конце 70-х годов прошлого века и сразу привлек пристальное внимание физиологов во всем мире. Для выяснения роли этого пептида в процессах и системе регуляции сна, изучения влияния различных факторов на процесс сна необходимо было иметь этот пептид в количествах, достаточных для исследований. Группа в составе С. И. Чуркиной, З. А. Ардемасовой под руководством В. Н. Калихевича разработала метод синтеза пептида, индуцирующего дельта-сон, послуживший основой для получения большого количества его структурных аналогов. Синтезированные пептиды исследовались в Институте эволюционной морфологии и экологии животных им. А.Н. Северцова (проф. В.М. Ковальзон). Эти исследования позволили приблизиться к раскрытию роли DSIP в процессах сна и других физиологических процессах. Ряд препаратов был рекомендован для лечения нарушений сна, судорожных состояний и других патологий.

Группа ст.н.с. В. Н. Калихевича. Слева направо: м.н.с. З. А. Ардемасова, аспирантка С. И. Чуркина, В. Н. Калихевич, м.н.с. В. В. Анохина, инж. А. О. Смирнов, м.н.с. Л. И. Леонтьева. (1981 г).

Удовлетворяя все возрастающий интерес физиологов и клиницистов к нейропептидам и другим регуляторным пептидам, был проведен синтез по вновь разработанным схемам вещества Р, нейротензина и его структурных аналогов. В Институте физиологии им, акад. И.П. Павлова (проф. Платон Константинович Климов и сотр.) было проведено картирование рецепторов к NT в различных отделах головного мозга.

В.Н. Калихевич, З.А. Ардемасова (2003 г).

В Военно-медицинской академии изучили (д.м.н. Александр Тимофеевич Гречко и сотр.) влияние этих пептидов на работоспособность человека и возможность коррекции с их помощью нарушений высшей нервной деятельности.

Значительный интерес представил синтез бомбезина, регуляторного пептида, выделенного из кожи амфибий, ряда структурных аналогов С-концевого нонапептида бомбезина, пептидов семейства бомбезина-алитезина и С-концевого декапептида GRP (С.И. Чуркина, В.Л. Людмирова, Е.Б. Филонова под руководством И.Л. Курановой). В Военно-медицинской академии исследовали влияние С-концевого нонапептида бомбезина на терморегуляцию, сердечно-сосудистую систему и деятельность желудочно-кишечного тракта, проведен структурно-функциональный анализ синтезированных пептидов. Было предложено использовать С-концевой нонапептид бомбезина для лечения тяжелого геморрагического шока (получен Патент РФ).

Одним из наиболее перспективных направлений явились исследования в области пептидов – регуляторов системы свертывания крови (В.Н. Калихевич, З.А. Ардемасова), которые проводились с 1984 г. Была получена серия аналогов фрагментов α-цепи фибрина, среди которых выявлены пептиды, обладающие высокой антикоагулянтной активностью. Работа проводилась совместно с Институтом биоорганической химии АН Белоруссии (д.б.н. Владимир Петрович Голубович с сотр.), по результатам этой работы был получен патент.

Были также синтезированы аналоги β-цепи фибрина с флуоресцентной меткой, с помощью которых были выявлены тонкие детали механизма полимеризации фибрина. Эта работа проводилась совместно с Институтом биохимии АН Украины (к.б.н. Леонид Васильевич Медведь с сотр.).

Интересной и актуальной была работа, проводившаяся совместно с Институтом химической физики АН СССР (проф., д.б.н. Марк Александрович Розенфельд, к.б.н. Михаил Тигранович Петросян). Целью работы являлось создание иммуноферментного метода определения уровня тромбина в крови, а также решение проблемы ингибирования ферментативной активности тромбина (и тем самым предотвращению тромбообразования) за счет образования комплекса тромбин-антитело. Была синтезирована серия пептидов, копирующих концевые участки полипептидных цепей тромбина, проведено конъюгирование полученных пептидов с природными белками и высокомолекулярными носителями для получения искусственного антигена, на основе которого были получены моноклональные антитромбиновые антитела.

Еще одна из важных задач, стоящая перед фармакологами и химиками – создание новых антибиотиков. Резистентность микроорганизмов по отношению к применяемым антибиотикам вынуждает вести постоянный поиск новых препаратов с антимикробной активностью. В 1998 г В.Н. Калихевичем и З.А. Ардемасовой был синтезирован новый пептид – аналог препроэнкефалина А человека, обладающий выраженной и стабильной антимикробной активностью (получено авторское свидетельство в 1990 г).

В 80-90-ые годы ст.н.с. Еленой Игоревной Сорочинской с сотр.: Людмилой Ивановной Леонтьевой, Верой Васильевной Анохиной, Александром Олеговичем Смирновым проводились работы по поиску и синтезу пептидных биорегуляторов, проявляющих иммуномодулирующие свойства и синтезу хромогенных субстратов для определения протеиназ.

В рамках государственной научно-технической программы «Национальные приоритеты в медицине и здравоохранении» были разработаны методы синтеза антигенных детерминант вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) с целью создания диагностических тест-систем для серодиагностики СПИД (проф. И.Л. Куранова, С.И. Чуркина, В.Л. Людмирова, В.Н. Калихевич, З.А. Ардемасова, С.В. Николаев, В.В. Анохина, Е.И. Сорочинская).

Под руководством проф. И.Л. Курановой были синтезированы антигенные детерминанты поверхностного и корового белков вируса гепатита С, получены конъюгаты пептидов с различными высокомолекулярными носителями для изучения их потенциального использования в иммунодиагностике и иммунопрофилактике вирусного гепатита С.

С.И. Чуркина, В.Л. Людмирова, И.Л. Куранова Е.Б. Филонова.

В течение многих лет на кафедре проводились работы по целенаправленному поиску новых высокоактивных аналогов природного гипоталамического рилизинг-фактора – люлиберина, разработке методов их синтеза, определению стуктурно-функциональных зависимостей. На начальном этапе эти исследования проводились группой сотрудников: М.П. Смирнова, С.В. Буров, С.В. Николаев под руководством О.А. Каурова и В.Ф. Мартынова, а позже О.А. Кауров.

Ответственный за содержание сайта Института химии: Роман Зумберов, r.zumberov@spbu.ru