Кафедра физико-химической биологии

Научная работа


Главная
  • Контакты
  • История
  • Сотрудники
  • Достижения

    Научная работа

  • Лаборатория молекулярной фотобиологии
  • Лаборатория изотопного анализа
  • Учебная работа

  • Спецкурсы
  • Изотопный практикум

    Филиал МГУ в Пущино

  • Летняя практика
  • Курсы повышения квалификации


  • Лаборатория молекулярной фотобиологии

     Фотобиохимия 

    Руководитель группы:
    профессор, доктор биологических наук
    Александр Александрович Красновский

    Телефон. 954-14-72
    E-mail:

    А.А. Красновский

     

    Состав группы:

    ст.н.с. к.б.н.Сергей Юрьевич Егоров
    н.с.. к.б.н. Юрий Викторович Ковалев
    к.б.н. Константин Викторович Неверов

    к.б.н. Ю.В. Ковалев к.б.н. С.Ю.Егоров к.б.н. К.В. Неверов

     



    Основные направления исследований:

    Основное направление работы группы – изучение механизмов участия синглетного кислорода и триплетных молекул пигментов в фотодеструктивных, информационных, регуляторных и энергетических процессах.

    Усилиями группы создана серия оригинальных экспериментальных установок, направленных на измерение очень слабого фотоиндуцированного свечения (с квантовым выходом до 10-10) биологически важных соединений. Применение этих приборов позволило обнаружить и исследовать целый ряд новых люминесцентных явлений, многие из которых находят широкое применение в практике фотобиологии и фотомедицины.

    Впервые достоверно зарегистрирована и исследована фосфоресценция, сопровождающая дезактивацию триплетного состояния хлорофиллов а и в, протохло-рофилла, бактериохлорофиллов c и d и их безмагниевых аналогов в фиксированных жидким азотом растворах пигментов, листьях растений, клетках зеленых, бурых и красных водорослей и цианобактерий. Обнаружена и исследована фосфоресценция предшественников хлорофилла – различных форм протохлорофиллида, хлорофиллида и хлорофилла, возникающих в процессе заключительной стадии биосинтеза пигментного аппарата зеленых листьев. Установлено, что триплетные молекулы пигментов определяют фотодеструкцию фотосинтетического аппарата в нормальных условиях и в присутствии фотодинамических гербицидов.

    Впервые экспериментально зарегистрирована и исследована фотосенсибилизированная фосфоресценция (1270 нм) возбужденных (синглетных) молекул кислорода при освещении насыщенных воздухом растворов порфиринов, хлорофиллов, бактериохлорофиллов, феофитинов, флавинов, фурокумаринов, ретиналей, птеринов, кинуренина, ароматических углеводородов, органических текстильных красителей, природных антрахинонов, фталоцианинов и нафталоцианинов в органических и водных средах. В частности, открыта способность пигментных компонентов реакционных центров (бактериохлорофиллов а и в и их безмагниевых аналогов) к генерации синглетного молекулярного кислорода с высоким квантовым выходом.

    Обнаружено свойство хлорофиллов, бактериохлорофиллов и ряда порфиринов эффективно дезактивировать синглетный кислород по физическим механизмам, что привело к открытию их фотопротекторной функции в фотосинтетическом аппарате растений и бактерий. Впервые определены константы скорости взаимодействия синглетного кислорода с хлорофиллом и его аналогами, ретиналями, меланинами и оммохромами, нуклеотидами, включая АТФ и АДФ. Проведены детальные исследования взаимодействия синглетного кислорода с аминокислотами, дипептидами (анзерином и карнозином) и белками и многими другими соединениями.

    Открыта универсальная способность органических пигментов разной природы (включая порфирины, феофитины и бактериофеофитины) активировать суммирование энергии двух молекул синглетного кислорода, что приводит к активированной пигментами люминесценции димолей кислорода (О2)2 или акцептированию энергии двух молекул синглетного кислорода одной молекулой пигмента с последующим излучением этой энергии в виде замедленной флуоресценции пигмента. Последний процесс особенно эффективен в растворах фталоцианинов и нафталоцианинов. Замедленная люминесценция этого типа зарегистрирована в аэробных фотодинамических системах, а также при темновой термоиндуцированной генерации синглетного кислорода, сопровождающей разложение эндопероксидов. Это явление открывает новые перспективы для исследования синглетного кислорода в биологических системах, например, в связи с проблемами иммунитета.

    Проведены первые достоверные измерения, а затем систематические исследования кинетики фосфоресценции синглетного кислорода в аэрированных водных растворах при фотовозбуждении водорастворимых фотосенсибилизаторов наносекундными лазерными вспышками. Исследовано кинетическое поведение синглетного кислорода в простых биохимических моделях живой клетки и крови. Разработаны приборы для скрининга фотодинамической и фотопротекторной активности водорастворимых биологически активных соединений непосредственно в водной среде и проведен скрининг большого числа соединений, представляющих интерес в связи с проблемами фототерапии и экологии.

    Работа группы проводится в тесном контакте с институтом биохимии им. А.Н. Баха РАН, где на ее базе А.А. Красновским организована группа биохимии синглетного кислорода. Многие работы группы выполнялись в сотрудничестве с ведущими отечественными и зарубежными лабораториями, включая лаборатории Венгрии, Германии, Франции, США. По данным исследований группой опубликовано более 160 научных статей и обзоров и сделано около 200 сообщений на конференциях различного профиля.

     



    web-design: L.A. Koppel, E.G. Govorunova
    © 2006