Общее собрание академии наук СССР (3-5 февраля 1964 г.) (стр. 30 )

ОТДЕЛЕНИЕ БИОХИМИИ, БИОФИЗИКИ И ХИМИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИИ

ДОКЛАД АКАДЕМИКА А. Н. БЕЛОЗЕРСКОГО

Для Академии наук СССР прошедший год знаменателен тем, что была осуществлена науч­но-организационная перестройка ее системы. Создание в ходе этой перестройки Секции хими­ко-технологических и биологических наук должно способствовать развитию комплексных химико-биологических исследований, актуальных как в теоретическом, так и в практическом аспектах. Следует подчеркнуть, что Отделение биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений является наиболее специфическим в Секции. Именно в нем сосредоточены одновре­менно химические и биологические направления, что дает возможность объединить творческие усилия химиков и биологов. В своем кратком выступлении я коснусь только тех перспектив, которые вырисовываются в Отделении в< связи с задачами использования химии и биохимии ib народном хозяйстве и медицине.

Особо важны задачи ученых нашего отделения, относящиеся к на­учному обеспечению широкого круга мероприятий в области химизации сельского хозяйства: разработка новых видов удобрений, в первую оче­редь комплексных и микроудобрений, совершенствование технологии их производства, создание новых и совершенствование существующих регуляторов роста и химических средств защиты растений, а также средств химизации животноводства. Решение этих задач требует серь­езного усиления всех звеньев нашей работы, начиная от поисковых и теоретических исследований и кончая разработкой технологии и форм применения.

Важное значение имеет детальное изучение сущности биохимиче­ских и физиологических процессов, лежащих в основе жизненных функ­ций растительных и животных организмов и их ответных реакций на факторы внешней среды, а также направленный поиск и изучение при­роды действия новых биологически активных соединений.

Главной задачей ученых в области растениеводства должна явиться разработка научных основ построения наиболее рациональных систем земледелия, обеспечивающих всестороннюю химизацию сельского хо­зяйства и позволяющих использовать земельные угодья с наибольшим экономическим эффектом. Для разрешения этой важнейшей задачи по­требуются углубленные и комплексные исследования почвоведов, агро­химиков, физиологов, химиков, биохимиков, микробиологов, генетиков, селекционеров, биофизиков, специалистов по защите растений от бо­лезней и вредителей, а также творческий вклад ученых ряда других специальностей.

В области удобрений актуальной является проблема фиксации ат­мосферного азота. Биологически, технически и экономически рациональ­ное ее решение представляет собой не только важнейшую народнохо­зяйственную, но и увлекательную научную задачу, которой занимаются

•f <f 0        ОБЩЕЕ  СОБРАНИЕ  АКАДЕМИИ  НАУК  СССР

выдающиеся исследователи на протяжении всего XX в. Широко раз­вивающийся во всем мире промышленный синтез аммиака хотя и раз­решил ее на высоком научно-техническом уровне, но процесс этот слож­ный в энергетическом отношении и капиталоемкий. Поэтому поиски экономичных методов связывания азота и кислорода воздуха в азот­ную кислоту и исследование химизма фиксации атмосферного азота микроорганизмами позволят в дальнейшем организовать технически более совершенное и экономически более выгодное производство азо­тистых удобрений.

Изучение принципов, на основе которых осуществляются сложней­шие процессы фотосинтетического и хемосинтетического образования органических веществ, открывает новые пути для искусственного про­изводства синтетических продуктов за счет использования неиссякае­мых источников энергии (солнечного света) и сырья (углекислоты, кар­бонатов и воды), овладение фотосинтезом явится теоретической базой повышения продуктивности сельскохозяйственных растений.

Исследования в области физиологии корневого питания, направлен­ные на изучение поглотительной и синтетической деятельности корней,, позволяют  раскрыть  механизмы  усвоения  питательных элементов  ра­стениями и установить функциональные связи  между корневым  пита­нием и другими физиологическими реакциями растительного организма,. обуславливающими в конечном итоге  формирова-ие урожая.  Эти  ис­следования  создают  теоретическую  основу  для  усовершенствования приемов питания растений, т. е. для творческого развития  агрохимии на современном уровне.

Необходимо дальнейшее расширение и углубление работ но кача­нию биохимической организации и энергетики физиологических процес­сов в связи с ростом растений, их развитием и продуктивностью, а также по изучению влияния факторов среды на обмен веществ у расте­ний с целью выявления путей регулирования продуктивности важней­ших сельскохозяйственных культур.

Мощным резервом повышения урожайности сельскохозяйственных культур являются химическая защита растений от вредителей, болез­ней и сорняков, а также применение регуляторов роста и развития ра­стений (стимуляторов, ингибиторов, дефолиантов, десикантов). Необхо­димо шире исследовать механизм отравляющего действия пестицидов-, (гербицидов, инсектицидов, фунгицидов) на организмы, метаболизм' токсикантов в тканях растений, вредителей и паразитов, поскольку эти исследования создают предпосылки для направленного синтеза изби­рательно действующих токсикантов. Для обеспечения работ по направ­ленному синтезу пестицидов и преодолению устойчивости организмов-к химическим препаратам целесообразно развивать исследования по химии, биохимии и физиологии вредных организмов (насекомые, кле­щи, грибы, бактерии, вирусы) и различных видов растений. В первую-очередь необходимо сосредоточить усилия на изучении жизненно важ­ных ферментных систем и метаболизма пестицидов.

Большое внимание должно быть уделено также вопросу определе­ния остаточных количеств пестицидов и их метаболитов в сельскохозяй-* ственных объектах.

Одной из важнейших является проблема химизации животновод­ства. Наиболее актуальными мероприятиями в этой области являются; повышение содержания усвояемого азота в кормовых рационах и во­сполнение недостатка кормового белка синтетическими продуктами; обогащение кормов путем добавления витаминных концентратов и син­тетических  витаминов;  обогащение  кормов  необходимыми  микроэле-

НАУЧНЫЕ  ПРОБЛЕМЫ  РАЗВИТИЯ  ХИМИИ

111

ментами; создание лечебных профилактических, инсектицидных и ре-пеллентных препаратов для животноводства; изыскание и использова­ние химических средств для консервирования кормов; синтез и применение стимуляторов роста и развития животных. Обогащение кормов химическими и биохимическими веществами позволяет при тех же затратах полнее использовать потенциальные продуктивные возмож­ности животных, а следовательно, увеличивать количество и улучшать качество получаемой от них продукции.

Для интенсификации животноводства необходима разработка на­учно обоснованных регламентов промышленного производства биологи­чески активных препаратов путем химических синтезов, а также микро­биологическим путем. Важнейшим методом получения незаменимых аминокислот, антибиотиков, ростовых препаратов, витаминов, стерои­дов, ферментов и других необходимых народному хозяйству биохими­ческих веществ следует считать микробиологический синтез.

Опыт антибиотической промышленности Советского Союза и ряда зарубежных стран, основанный на использовании синтетической спо­собности микроорганизмов, показывает, что, как правило, штаммы микроорганизмов, найденные непосредственно в природе, не могут быть исходными для производственных процессов. Почти во всех слу­чаях необходимо проводить направленную селекцию штаммов, выделен­ных из природных субстратов, с целью резкого повышения выходов образуемых ими веществ. Таким образом, основным методом повыше­ния продуктивности микроорганизмов является получение мутантов от этих полезных форм под действием физических и химических факто­ров с последующим отбором высокопродуктивных форм. Именно этим путем были созданы производственные штаммы — продуценты почти всех применяемых в медицине антибиотиков, а также культуры, обра­зующие аминокислоты (лизин), ростовые вещества, и практически важ­ные ферменты.

Заслуживает большого внимания разработка методов получения биологически активных препаратов из отходов пищевой, бродильной, нефтеперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. В качестве примера можно привести комплексную разработку пробле­мы получения синтетического кормового белка, о чем уже говорил в своем докладе .

Большую роль в сельском хозяйстве, медицине, пищевой и легкой промышленности играют различные ферментативные препараты. Так, при применении целлюлазы повышается кормовая ценность грубых кор­мов; проназа улучшает качество мяса при забое скота, амилаза широко используется в хлебопечении и в текстильной промышленности, протеи-назы — в молочной промышленности, а кератиназа — в кожевенной. Применение многих известных в настоящее время ферментов может резко изменить технологию производства в ряде областей народного хозяйства и дать большой экономический эффект.

Медицина остро нуждается в высокоочищенных протеолитических ферментах (пепсин, трипсин, хемотрипсин) для лечения болезней желу­дочно-кишечного - тракта, в гиалуронидазе, применяемой при заболе­ваниях суставов, в тромболитических ферментах для лечения тром­бозов « т. д.

Необходимо развивать исследования, способные открыть новые возможности для применения ферментов в народном хозяйстве. Важ­нейшее направление — разработка моделей ферментов и создание искусственных промышленных катализаторов, действующих по тому же принципу.

■| |2        ОБЩЕЕ  СОБРАНИЕ  АКАДЕМИИ  НАУК  СССР

Все это делает необходимой широкую постановку работ по выясне­нию механизмов действия ферментов, их структуры и химического строения, а также по созданию методов их препаративного и промыш­ленного выделения и очистки.