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 приглашенного 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 лигандов-дикарбоксилатов (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 - оксалоацетат-таутомеразы матрикса митохондрий (1988); 6) Открытие специфического центра прочного связывания ADP митохондриальной протонтранслоцирующей F₀∙F₁-АТРсинтазой (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 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 трех направлениях. Одно из них связано с изучением функционирования 'главного' фермента, обеспечивающего клетку энергией - F₀∙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, ныне в МГУ, к сожалению, отмененному, о возрастном ограничении занятия административных должностей. А.Д. Виноградов читает годовой курс 'Биохимия' для студентов III курса физико-химического отделения; В.Г. Гривенникова читает спецкурс 'Кинетика ферментативных реакций' для студентов-биохимиков IV курса; Т.В. Жарова ведет раздел 'Препаративная энзимология' в рамках Большого практикума для студентов IV курса каф. 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. По данным ректората МГУ руководитель группы профессор А.Д. Виноградов и доцент В.Г. Гривенникова входят в число наиболее цитируемых в мировой литературе научных сотрудников университета.

Наиболее важные работы сотрудников группы представлены в обзорах и статьях, опубликованных в высокорейтинговых журналах:

1. Zharova T.V., Vinogradov A.D. Energy-dependent Transformation of F0F1-ATPase in Paracoccus denitrificans Plasma Membranes (2004) J. Biol. Chem. 279, 12319-12324.
2. Zharova T.V., Vinogradov A.D. Energy-linked binding of Pi is required for continuous steady-state proton-translocating ATP hydrolysis catalyzed by F0F1 ATP synthase (2006) Biochemistry 45, 14552-14558.
3. 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, 2212-2216.
4. 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.
5. 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 А.Д. Виноградов,
Доценты: Т.В. Жарова и В.Г. Гривенникова,
Учебный мастер: А.В. Кареева,
Аспирант: Г. Гладышев.

Комнаты ?: 156, 158, 160

версия для печати
Страница последний раз обновлялась 27.11.2013