– Илья Васильевич! Когда я читал ваши работы и знакомился с вашей биографией, то сделал для себя открытие: оказывается, вы, директор биохимического института, по образованию «чистый» химик, а еще точнее, специалист по химической кинетике. Почему же вы «изменили» тому направлению исследовательской работы, которое выбрали, еще будучи студентом третьего курса химического факультета МГУ, и которому были верны вплоть до защиты докторской диссертации?

– Еще на заре развития химии Ломоносов писал, что она широко простирает свои руки в дела человеческие. Без химии сегодня вообще немыслима человеческая цивилизация. Но вряд ли какая из множества химических дисциплин может соперничать с биохимией, которая, как известно, занимается химическими процессами, свойственными живой материи, как по числу, так и по значимости своих практических приложений.

Моими учителями были академики Н. Н. Семенов и Н. М. Эмануэль – основоположники химической кинетики, то есть той области химической науки, которая занимается изучением скоростей химических реакций. Именно они в свое время говорили нам, студентам, что биологические объекты, живые клетки необычайно привлекательны для изучения с помощью методов химической кинетики. А когда говорят хорошие учителя и выдающиеся ученые, это невольно заражает жаждой деятельности. Постепенно мы, сотрудники кафедры химической кинетики, начали думать о проблемах биохимии. Лично я «переключился» на эту тему примерно двадцать лет назад. Я читал статьи, штудировал биохимические монографии, вел долгие беседы с теми, кто изучал живые клетки, одним словом, самостоятельно получал биохимическое образование. На это у меня ушло около трех лет.

Так что вы не правы, причисляя меня к «чистым» химикам. То, что мы, начавшие заниматься биохимией, были по своему «происхождению» кинетиками, позволило достаточно быстро создать кинетическую теорию действия ферментов, которая живет в науке и по сей день.

А потом мы сами начали преподавать, читая для студентов новые курсы. Я, в частности, в течение ряда лет вел на химическом факультете курс по физико-химии биополимеров. А чтение лекций для студентов – необычайно мощный импульс для самообразования.

Далее – традиционный путь развития нового направления. Наша группа превратилась в лабораторию, та – в несколько, а они, в свою очередь, – в кафедру. Сегодня на этой кафедре шесть человек читают специальные курсы, которые слушают ежегодно наши пятнадцать-шестнадцать дипломников. Замечу попутно, что их, как правило, охотно берут работать в наши лучшие исследовательские учреждения: Институт молекулярной биологии, Институт биоорганической химии. Всесоюзный кардиологический научный центр.

– Биохимия – наука фундаментальная. Не могли бы вы остановиться на некоторых ее проблемах?

– Начнем хотя бы с фиксации азота. Как известно, растения усваивают азот с помощью азотфиксирующих бактерий. Азотобактеры – это такие микроорганизмы, которые поселяются на корешках люпина или гороха, но ведут совершенно «самостоятельную» жизнь. Но вот в отличие от растения-хозяина, нуждающегося в азотных удобрениях, они могут усваивать непосредственно атмосферный азот, превращая его в соли аммония. И делают они это, кстати, за счет энергии растения-хозяина.

Системы культурного земледелия, как правило, предусматривают участие гороха или люпина в севооборотах, так как после этого почва становится богаче азотными соединениями. И вот оказывается, что с помощью биохимических методов симбиоз между растениями и азотобактерами можно «укрепить», повысив усвояемость атмосферного азота в три-четыре раза. Этой проблемой сейчас усиленно занимаются во многих исследовательских учреждениях. Ее успешное решение будет иметь, быть может, революционное значение для сельского хозяйства.

Другая фундаментальная проблема современной биохимии – фотосинтез. Можно иметь все необходимое для питания растений, но если к ним будет поступать мало солнечной энергии или она будет плохо усваиваться, то мы получим, несомненно, низкий урожай. Сегодня биохимикам стало ясно, что в отдельных случаях скорость фотосинтеза можно существенно повысить, то есть увеличить кпд природной фотосинтезирующей «машины». В одной из лабораторий Института биохимии изучают фотосинтезирующие микроорганизмы, в том числе и водоросли. Коэффициент полезного усвоения солнечного света у них достигает 6 процентов. Это существенная цифра, если учесть, что культурные сельскохозяйственные растения усваивают 1 – 2 процента, а природный лес – 0,8 процента солнечной радиации. Все же остальное бесполезно рассеивается. Так что изучение всех тонкостей фотосинтеза, множества элементарных стадий поглощения квантов света и усвоения углекислого газа – путь к созданию в будущем растений, которые будут иметь повышенный коэффициент полезного действия фотосинтеза.

Но было бы наивным пытаться хотя бы перечислить фундаментальные проблемы биохимии. Ведь, кроме энзимологии, есть сравнительная и эволюционная биохимия, которая занята поиском закономерностей биохимической эволюции организмов. Кстати, проблема проблем – загадка происхождения жизни – решается именно здесь.

На стыке морфологических и биохимических исследований возникли новые области знания – гистохимия и цитохимия, изучающие локализацию и превращение веществ в клетках и тканях.

На грани биологической и органической химии развились подробные исследования структуры биополимеров – простых и сложных белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов, а также анализ действия биологически активных низкомолекулярных природных соединений.. Биоорганики ищут связь между строением вещества и его биологическими функциями. На этом пути уже достигнуты впечатляющие успехи.

Я уже не говорю о совершенно самостоятельном ответвлении биохимии – молекулярной биологии, которая самым тесным образом связана с биофизикой и физической химией.

Анализ механизма возникновения ряда наследственных нарушений обмена веществ и функций организма привел к рождению молекулярной генетики, которую можно считать частью молекулярной биологии, а следовательно, областью знания, связанной по своему происхождению с биохимией.

Я думаю, что даже само перечисление этих крупнейших разделов современной биохимии может дать ответ на вопрос, который вы поставили в начале нашей беседы: как «чистые» химики становятся биохимиками? По-моему, биохимиком просто нельзя не стать, ибо в современной науке нет другой такой области знания, которая могла бы одновременно удовлетворить двум, не всегда гармонично сочетающимся требованиям. С одной стороны, быть связанной с решением фундаментальнейших. мировоззренческих проблем познания, а с другой – обладать неисчерпаемым потенциалом практической отдачи.

– Мы все время говорим о биохимии, а последняя книга, вышедшая в конце прошлого года под вашей редакцией, называется «Введение в прикладную энзимологию»...

– Ну, чтобы в этом разобраться, нужно немножко углубиться в историю нашей науки.

Сегодня «энзим» является синонимом понятия «фермент». А ферменты – это сложные органические белки животного, растительного или микробного происхождения, которые обладают способностью в миллионы раз ускорять химические процессы, идущие в живых системах.

Но так было далеко не всегда. Термин «фермент», что в переводе с латыни означает «закваска», предложил еще в начале XVII века голландский ученый Ван-Гельмонт. Так он называл неизвестное тогда вещество, принимающее участие в спиртовом брожении. Экспериментальное же изучение ферментативных процессов началось только через сто лет. Французский исследователь Р. Реомюр заинтересовался вопросом: а как же происходит переваривание пищи в желудке хищных птиц? Его эксперименты были очень остроумными: он давал хищным птицам глотать взвешенные кусочки мяса, заключенные в металлическую трубочку с просверленными в ней отверстиями. Через несколько часов эту трубочку вытягивали за цепочку, которая к ней была прикреплена. И оказывалось, что мяса было уже меньше. Из этого факта делалось естественное предположение, что мясо «растворилось» под действием желудочного сока. Несколько позже в трубку начали помещать кусочки губки (эта идея принадлежала итальянскому ученому Л. Спалланцани). После извлечения трубки губку, пропитанную желудочным соком, отжимали, а затем в этом соке нагревали мясо, которое полностью растворялось. И только в 1836 году химик Т. Швани выделил из желудочного сока его «активное начало», под действием которого происходило растворение мяса, – фермент пепсин (от греческого «pepto» – «варю»). Эти работы послужили началом изучения так называемых протёолитических ферментов.

• Страницы:
• 1
• 2
• 3
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.