Механизмы функционирования энергопреобразующих ферментов митохондрий

Руководитель группы – профессор, д.б.н. А.Д. Виноградов

Руководитель группы – профессор, д.б.н. А.Д. Виноградов

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 70-х годах А.Д. Виноградов (тогда молодой ассистент кафедры биохимии) прошёл 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 приглашённого профессора. За истекшие 50 лет лаборатория внесла основательный 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); 2) Установление кинетических и термодинамических параметров связывания активным центром сукцинатдегидрогеназы лигандов-дикарбоксилатов (1979); 3) Открытие 2+-индуцируемой неспецифической проницаемости митохондриальной мембраны (1972); 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 Fo∙F1-АТРсинтазой (1980); 7) Обнаружение гистерезисного поведения комплекса I дыхательной цепи (1990); 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); 11) Обнаружение аммоний-зависимой продукции активных форм кислорода митохондриями и идентификация дигидролипоамиддегидрогеназы – фермента, катализирующего этот процесс (2010).

Доцент, к.б.н. В.Г. Гривенникова

Доцент, к.б.н. В.Г. Гривенникова

В настоящее время научная работа группы сосредоточена на трех направлениях. Одно из них связано с изучением функционирования «главного» фермента, обеспечивающего клетку энергией – Fo∙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.

Многочисленные работы, публикуемые в мировой литературе, посвящены изучению физиологии и патофизиологии образования так называемых активных форм кислорода. За последние годы группа опубликовала несколько обзоров и собственных экспериментальных работ, посвященных участию комплексов дыхательной цепи митохондрий в этом процессе.

Исследования, проводимые в группе, в разные годы поддерживались грантами программы «Ведущие научные школы», грантами Фонда Фогарти Национального института здоровья США и продолжают поддерживаться Российским фондом фундаментальных исследований.

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. А.Д. Виноградов читает годовой курс «Биохимия» для студентов III курса биологического факультета и факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ; В.Г. Гривенникова читает спецкурс «Кинетика ферментативных реакций» для студентов IV курса, ведет семинары по биохимии со студентами II курса отделения экологии и природопользования; Т.В. Жарова ведет раздел «Препаративная энзимология» в рамках Большого практикума для студентов IV курса кафедры биохимии и семинары по биохимии со студентами III курса кафедры зоологии беспозвоночных. 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», “Acta Biochimica Polonica” и “Biochimica et biophysica acta. Bioenergetics”, лауреат программы «Соросовский профессор». Доцент кафедры биохимии В.Г. Гривенников – лауреат программы «Соросовский доцент». 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 25 кандидатов 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. Vinogradov A.D. (2000) Steady-state and pre-steady-state kinetics of the mitochondrial FoF1-ATPase: is ATP synthase a reversible molecular machine? J. Exp. Biol. 203, 41-49.
  2. Zharova T.V., Vinogradov A.D. (2006) Energy-linked binding of Pi is required for continuous steady-state proton-translocating ATP hydrolysis catalyzed by FoF1 ATP synthase. Biochemistry 45, 14552-14558.
  3. Kareyeva A.V., Grivennikova V.G., Vinogradov A.D. (2012) Mitochondrial hydrogen peroxide production as determined by the pyridine nucleotide pool and its redox state. Biochim. Biophys. Acta 1817, 1879-1885.
  4. Гривенникова В. Г., Виноградов А. Д. (2013) Генерация активных форм кислорода митохондриями, Успехи биологической химии, т. 53, 2013, с. 245–296.
  5. Grivennikova V.G. Kozlovsky V.S., Vinogradov A.D. Respiratory complex II: ROS production and the kinetics of ubiquinone reduction (2017) Biochim. Biophys. Acta, 1858, 109-117.
  6. Zharova T.V., Vinogradov A.D. Functional heterogeneity of Fo•F1H+-ATPase/synthase in coupled Paracoccus denitrificans plasma membranes (2017) Biochim. Biophys. Acta, 1858 939-944.

Состав группы:

Руководитель группы:
Доцент:
Доцент:
Инженер:
 профессор А.Д. Виноградов,
 В.Г. Гривенникова,
 Т.В. Жарова,
 Г.В. Гладышев.

Комнаты №: 156, 158, 160

группа А.Д. Виноградова




версия для печати
Страница последний раз обновлялась 27.03.2018