Биохимическая школа
Кафедра биохимии Казанского государственного университета - первая кафедра биохимии в Европе - организована в 1863 году профессором А.Я.Данилевским. Первые исследования в области медицинской химии, физиологии и фармакологии проводились в здании, известном ныне как "бутлеровский" институт.
В 1871 году коллективом кафедры была опубликована работа "Исследование состава, физического и химического строения продуктов распадения белковых веществ и генетических отношений между различными их видами". Здесь был сформулирован ряд положений, которые в дальнейшем легли в основу полипептидной теории строения белков и содержали идею об обратимости действия ферментов. В Казанском университете А.Я.Данилевский заведовал кафедрой до 1871 г. Его преемниками были А.Я. Щербаков и А.А.Панормов.
С 1929 по 1903 годы кафедрой биохимии заведовал В.А.Энгельгардт. В эти годы в стенах университета был открыт один из наиболее фундаментальных процессов жизни -окислительное фосфорилирование и обнаружено, что дыхание клеток может повлечь за собой синтез АТФ - основного источника энергии в клетке. Эта работа В.А.Энгельгардта заложила основы современной биоэнергетики и наших представлений о роли АТФ в явлениях жизни. В этот период вместе с В.А.Энгельгардтом на кафедре биохимии работал А.А.Баев, также ставший одним из выдающихся биохимиком 20-го века.
Работы, начатые В.А.Энгельгардтом и А.А.Баевым, получили свое продолжение в трудах сотрудников кафедры, возглавляемой профессором И.А.Тарчевским (1965-1975 гг.), признанным специалистом в области изучения фотосинтеза и процессов фосфорилирования у растений.
Большое влияние на стратегию исследований на кафедре биохимии во второй половине 20-го века оказало открытие Д.Уотсоном и Ф.Криком двойной спирали ДНК. Основное направление кафедры в эти годы было связано с изучением синтеза, структуры и функции нуклеиновых кислот и ферментов нуклеинового обмена.
Важную роль в формировании данного направления сыграло создание в 1963 году в Казанском университете под руководством М.И.Беляевой проблемной лаборатории по исследованию нуклеиновых кислот опухолевых клеток и нуклеаз как противоопухолевых препаратов.
Именно в этой лаборатории аспирантом В.Г.Винтером, ныне заведующим кафедрой биохимии, была выявлена способность опухолевых клеток выделять нуклеиновые кислоты. Эти сенсационные данные, представленные в 1965 году на Международном конгрессе в Токио, вызвали оживленную дискуссию lсреди ученых и в течение ряда лет оспаривались оппонентами.
Однако это открытие выдержало проверку временем: в настоящее время биологическая активность внеклеточных нуклеиновых кислот является общепризнанной, и эти идеи легли в основу разрабатываемой в настоящее время на кафедре биохимии темы "Внеклеточные нуклеиновые кислоты и их роль в развитии аутоиммунных процессов" (ДГ.Ишмухаметова, ДА.Темников, Т.А.Невзорова). Данные исследования проводятся совместно с кафедрой аллергологии Медицинской Академии и Казанским государственным медицинским университетом. Получены приоритетные данные о роли ДНКазной активности аутоантител в развитии таких заболеваний как астма, хронический бронхит, системная красная волчанка.
В результате углубленного изучения биологической активности нуклеаз профессором З.И.Абрамовой получены оригинальные данные об участии ядерных ДНКаз в репликации ДНК, что явилось теоретической основой для исследований регуляторных механизмов синтеза нуклеиновых кислот, проводимых под ее руководством. В рамках исследования особенностей обмена нуклеиновых кислот в культурах растительных клеток получены штаммы клеток Раувольфии змеиной, продуцента сердечного антиаритмического препарата - аймалина, перспективные для получения аймалина биотехнологическим путем (доцент Н.С.Сиянова).
Кафедра биохимии плодотворно сотрудничает с другими научными школами университета. Одним из перспективных направлений кафедры биохимии (руководитель - профессор В.Г.Винтер) является совместная с кафедрой оптики и спектроскопии (руководитель - профессор М.Х.Салахов) разработка нанотехнологии изготовления аналитических устройств нового поколения - ДНК-сенсоров на базе пьезокварцевых резонаторов, которые характеризуются высокой избирательностью и чувствительностью. ДНК-наносенсоры могут быть использованы для экспресс-анализа антител к ДНК в сыворотке крови, что имеет диагностическое и прогностическое значение при многих заболеваниях человека.
Актуальной проблемой современной биохимии является изучение биологической активности макромолекул. Для изучения природных свойств этих молекул необходимо сохранять их в процессе эксперимента в нативном состоянии. Одним из перспективных методов изучения структурных особенностей макромолекул и их взаимодействия в реальном масштабе времени сегодня становится атомная силовая микроскопия. По возможностям изображения объекта она сопоставима с уровнем рентгеноструктурного анализа, причем не подвергая образцы макромолекул жесткой обработке и сохраняя у них биологическую активность. Метод позволил визуализировать взаимодействие ДНК с антителами и сделать заключение о непроцессивном характере проявления ДНКазной активности аутоантител (ДА.Темников, Т.А.Невзорова, В.Г.Винтер).
В последнее десятилетие активно развиваются фармакологические исследования природных и синтетических биологически активных веществ и их действия на нервную и детоксикационную системы организма (А.Н.Фаттахова). Работы ведутся совместно с наркологическим диспансером и институтом органической и физической химии им. Арбузова.
Одной из интересных проблем, разрабатываемых в рамках биохимической школы Казанского университета, является выяснение структуры генома, связанных с ним наследственных заболеваний, типов темперамента народов Татарстана. Работы ведутся совместно с Министерством внутренних дел и историками республики (А.Н.Аскарова, Н.И.Акберова).
Освоение и разработка современных методов биохимических исследований предполагает высокий уровень подготовки специалистов биохимиков. В этом направлении на кафедре биохимии разрабатываются (доцент Д.А.Темников) методы преподавания с использованием новых информационных технологий и технологии создания (совместно с коллективом НИЛ компьютерных технологий обучения ЦИТ КГУ) мультимедийных образовательных программ, интернет-курсов, позволяющие повысить эффективность всего образовательного процесса.
