Важнейшие достижения в области естественных и общественных наук в 1964 г (стр. 15 )

На основе поливинилового спирта получены материалы с системой по­лисопряженных связей, обладающие высокой фоточувствительностью в ИК-области и перспективные для ряда специальных применений — види-коны, - приемники лучистой энергии (Институт кристаллографии АН СССР).

Биохимия, биофизика и химия физиологически активных соединений

В истекшем году широко проводились работы, в основу которых поло­жен физико-химический подход к изучению важнейших проявлений жиз­недеятельности на молекулярном уровне.

Существенные данные получены при изучении структуры и физико-химических свойств важнейших биополимеров — белков, липидов, углево­дов и нуклеиновых кислот, молекулярной природы вирусов и явлений на­следственности, а также строения и механизма действия ряда ферментов. Получены результаты, имеющие принципиальное теоретическое значение и углубляющие наши представления о процессах биосинтеза нуклеиновых кислот и белков в живых клетках.

В области биоорганической химии одним из серьезных достижений яв­ляется создание в Институте химии природных соединений АН СССР об­щеакадемических центров по ЯМР-спектроскопии и химической масс-спектрометрии. Применение этих методов произвело коренной переворот

ДОКЛАД Н. М. СИСАКЯНА JJ

в исследовании природных соединений, позволив быстро и с минимальной затратой вещества решать сложные вопросы их строения и стереохимии. Исследования организованы в комплексе с рядом научных учреждений Академии наук СССР и академий наук союзных республик, а также с науч­ными учреждениями других ведомств. Использование этих методов приве­ло к серьезным успехам в установлении строения сложных природных соединений, в исследовании строения и стереохимии веществ стероидной, углеводной, пептидной и депсипептидной природы и др.

В области веществ белково-пептидной природы исследования развива­лись в нескольких направлениях. Предложен новый способ синтеза поли­пептидов на основе получения хлорангидридов ациламинокислот. Разви­та теория, описывающая денатурацию глобулярных белков как внутри­молекулярный фазовый переход. Экспериментально осуществлено изме­нение структур в синтетических полимерах, моделирующее процессы де­натурации белков.

Осуществлен ряд новых методических работ по исследованию структу­ры и конфигурации белковых веществ: по определению вторичной струк­туры белков и синтетических полиаминокислот при помощи инфракрасной спектрометрии, по полуавтоматическому определению аминокислотной по­следовательности белков (Институт биохимии АН УССР, Институт высо­комолекулярных соединений АН СССР); создан чувствительный и быст­рый спектрополяриметрический метод определения абсолютной конфигу­рации аминокислот в пептидах; разработан газохроматографический ме­тод анализа аминокислот (Институт радиационной и физико-химической биологии АН СССР).

Существенно продвинулось изучение строения важного протеолитиче-ского фермента — пепсина. Разработаны методы разделения пептидных фракций при протеолизе пепсина и установлено строение гентапептидного фрагмента, содержащего фосфосерин (Институт химии природных соеди­нений АН СССР).

Разработаны общие принципы направленного синтеза избирательных ингибиторов — конфигурационных аналогов субстратов — для ряда фер­ментов аминокислотного обмена: декарбоксилаз, трансаминаз (Институт радиационной и физико-химической биологии АН СССР). Эта работа имеет значение для направленного воздействия на биохимические превращения аминокислот и поиска новых биологически активных соединений.

Изучена кинетика взаимодействия полифенольных радикалов с тиоло-выми ферментами. Показано, что радикалы не инактивируют ферменты, не содержащие тиоловых групп (Институт химической физики АН СССР).

Разработан микрометод определения важного кофермента пиридоксаль-фосфата. Этот метод нашел применение для диагностики атеросклероза (Институт радиационной и физико-химической биологии АН СССР совм, е« стпо с Академией медицинских наук СССР).

Показано, что в растениях содержатся ферменты — дегидрогеназы, благодаря действию которых аммиак может усваиваться растением путем прямого восстановительного аминирования определенных кетокислот. В бо­бовых и других растениях найдены дегидрогеназы, катализирующие син­тез из кетокислот и аммиака ряда аминокислот (Институт биохимии АН СССР).

Период интенсивного развития переживает в настоящее время химия я биохимия липидов - За последнее время в Институте химии природных соединений АН СССР открыт новый класс неглицеридных нейтральных липидов, являющихся производными различных полиолов, в ряде опухоле­вых тканей обнаружен своеобразный фосфолипид, содержащий остатки аминокислот.

56

ГОДИЧНОЕ СОБРАНИЕ АКАДЕМИИ НАУК СССР

Изучаются новые представители класса олигозидов, имеющие фарма­кологическое значение, выясняется строение нескольких новых углеводов, входящих в состав противоракового антибиотика оливомицина. Законче­ны работы по выделению в индивидуальном состоянии ряда стрептотри-циновых антибиотиков, в результате чего установлено общее строение этой группы антибиотиков (Институт химии природных соединений АН СССР).

В последнее время особенно интенсивно развернулись исследования по химии и биохимии нуклеиновых кислот на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях, причем здесь тесно переплетаются проблемы биоор­ганической химии, биохимии, вирусологии, генетики, радиобиологии и дру­гих дисциплин.

Вскрыт основной принцип структурной организации рибосомных час­тиц, являющихся местом синтеза белка в клетках. Впервые предложена экспериментально обоснованная модель строения рибосомы. Открыт новый тип клеточных рибонуклеопротеидных частиц, являющихся носителями информационной РНК — информосомы. Получены данные об их важной регуляторной роли в белковом синтезе у высших организмов (животных). Из хлоропластов ряда высших растений изолированы основные компонен­ты белоксинтезирующей системы: энзимы, способные активировать амино­кислоты, транспортная рибонуклеиновая кислота (тРНК) и рибосомы. Установлено участие фосфатидо-аминокислотных соединений в биосинтезе белка хлоропластов. Получены данные о связи процессов белкового син­теза с внутрихлоропластными мембранами (ламеллами), что указывает на участие липидов в синтезе белка. Наличие в хлоропластах собственной белоксинтезирующей системы и отличной от ядерной ДНК приводит к но­вому представлению о хлоропластах как структурах, способных к само­стоятельному и в известной мере автономному синтезу белка, включая процессы, ответственные за программирование синтеза полипептидных це­пей в рибосомах (Институт биохимии АН СССР).

Разработан метод препаративного получения индивидуальных тРНК (на примере валиновой тРНК). Успешно проведены работы по химической модификации тРНК (Институт радиационной и физико-химической био­логии АН СССР, Новосибирский институт органической химии СО АН СССР, Институт химии природных соединений АН СССР). Определен ну-клеотидный состав и структура значительных фрагментов валиновой тРНК (Институт радиационной и физико-химической биологии АН СССР). Все эти работы имеют важное значение для установления строения тРНК и тем самым для понимания роли транспортных нуклеиновых кислот при биосинтезе белка.

В исследованиях молекулярных основ клеточной дифференцировки установлено, что эмбриональная дифференцировка связана с синтезом опре­деленных фракций информационной РНК и других типов РНК в резуль­тате «включения» генетических детерминант, бывших до этого блокирован­ными (Институт радиационной и физико-химической биологии АН СССР). Этот вывод подтвержден данными о синтезе РНК в модельных бесклеточ­ных системах, где в качестве матрицы, направляющей синтез РНК, исполь­зовались препараты хроматина (дезоксирибонуклеопротеиды) из ядер эмбрионов на разных этапах дифференцировки (Институт радиационной и физико-химической биологии АН СССР совместно с Институтом физио­логии АН Грузинской ССР). Эти результаты проливают свет на механизмы регуляции генетических структур в животных клетках.

При изучении «межвидовых» взаимодействий тРНК и аминоацил-РНК-синтетаз было найдено, что наряду с «универсальным» типом тРНК для данной аминокислоты, общим для всех организмов, может существовать

ДОКЛАД Н. М. СИСАКЯНА 57

«видоопецифический тип» (один или более), свойственный только опреде­ленному виду. При этом степень вырожденности РНК (а следовательно, и кода) для определенных аминокислот неодинакова у разных организмов. Изучен нуклеотидный состав ДНК ряда специализированных групп бак­терий, показано, что он имеет таксономическое значение. Установлено ши­рокое, но не повсеместное распространение дополнительного метилирован­ного основания 6-метиламинопурина у различных бактерий (Московский университет).

При изучении химизма, тонкой морфологии и процессов ауторепродук-ции вирусов и бактериофагов показана возможность передачи генетической информации не только от ДНК к РНК, как обычно допускается, но и в обратном направлении, что имеет принципиальное значение как для по­нимания механизма репродукции вирусов, так и для всей проблемы реп­ликации биологических макромолекул (Институт микробиологии и виру­сологии АН УССР). Проведены и исследованы процессы реполимеризация и ресинтеза вирусных частиц вируса мозаики ячменя (Институт кристал­лографии АН СССР).

Осуществлена реконструкция хвостовых чехлов фага Т2 из гомогенных растворов белка и получены кристаллические структуры с высокой сте­пенью упорядоченности. Выясняется определяющая роль шервичной струк­туры в образовании пространственной конфигурации молекул белка (Ин­ститут радиационной и физико-химической биологии АН СССР).

С помощью электронных машин рассчитана теоретическая модель кон­фигурации молекулы тРНК. Методом спектрометрического титрования ис­следован нуклеотидный состав спиральных и неспирализованных областей вирусной и рибосомальной РНК (Институт биологической физики АН СССР).

Путем исследования оптической анизотропии ДНК показано, что при денатурации в присутствии формальдегида в растворе образуются лишен­ные спиральной структуры единичные нити ДНК, что подтверждается так­же исследованием ее седиментации в ультрацентрифуге. Молекулярный вес ДНК при этом в соответствии с моделью Уотсона и Крика падает вдвое (Институт цитологии АН СССР, Ленинградский университет).