«Пришить» атом

Основу лекарства против рака и СПИДа могут найти челябинские ученые

На Южном Урале, в Челябинске, идут активные и достаточно успешные научные поиски методов синтеза новых биологически активных органических веществ, которые, как предполагают фармакологи, медики, физиологи, биологи, могут стать основой эффективных препаратов будущего в борьбе с такими страшными заболеваниями, как СПИД и рак.

Таких веществ в природе не было…

Этими исследованиями условий синтеза семейства пиридинов, сложных разновидностей органических гетероциклических соединений, и их свойствами занимается на химическом факультете ЮУрГУ (национальный исследовательский университет) вместе со своими учениками доктор химических наук, профессор, заведующий со дня ее основания кафедрой «Органическая химия» Дмитрий Гымнанович Ким. Пиридины - это слегка преображенное бензольное кольцо, где место одного из шести атомов углерода «захватил» наглый пришелец — атом азота. Либо атом серы, либо кислорода. Потому подобные структуры и их производные именуются гетероциклическими пиридинового ряда из-за присутствия в классическом бензольном кольце подобных «чужаков», вытеснивших атом «хозяина» — углерода.

Именно пиридины некогда стали научным направлением, настоящей страстью профессора Кима. Гетероциклические соединения, свойства множества их разновидностей, условия их синтеза стали его темой в аспирантуре в Иркутском институте органической химии, затем и докторской диссертации. Как и более трехсот научных статей и публикаций. Заслуженно такой плодотворный ученый носит звание, присвоенное в 2012 году - «Человек года ЮУрГУ (наука)». Добавлю для полноты изложения, профессор Ким еще и член ученого совета по химическим наукам Уральского отделения РАН, как и ответственный редактор научного сборника «Вестник ЮУрГУ. Химия». Весьма солидный научный вес!

Куда там алхимикам с их простенькими мечтами - до волшебства магии синтеза в современной органической химии! Ученые в своих лабораториях буквально «пришивают» каждый атом четко на предназначенное ему в новой молекуле место! А новейшая научная аппаратура позволяет проконтролировать, туда ли, куда было задумано, нужный атом или целая их последовательность в итоге «пришита». Какая то фантастика, да и только! Результат понятен: рождаются в процессе органического синтеза такие вещества с невероятными свойствами, химические соединения, каких в природе раньше просто не существовало! Применение им рано или поздно, конечно, находится.

Прорисовывается и явная перспектива использования пока что экзотических гетероциклических соединений, над синтезом которых как раз и работают профессор Ким и его аспиранты. Подобные гетероциклические соединения входят в состав важнейших и весьма активных природных и синтетических биологических веществ, составляющих основу многих лекарственных препаратов и витаминов. Как уверенно прогнозируют биологи, у гетероциклических соединений, над которыми работают челябинцы, большое будущее, в том числе, как основы лекарств для борьбы со СПИДом и онкозаболеваниями.

О значении для всего живого пиридинов, основы гетероциклических соединений, говорит хотя бы один тот факт: в состав спиралей жизни — ДНК и РНК - они обязательно входят в качестве важных «кирпичиков» всего живого. Словом, соединения пиридинового ряда, одного из интереснейших классов гетероциклических соединений, являются своего рода заветным «ключиком жизни» и безо всякого «философского камня»! Это современная фундаментальная наука, нацеленная в будущее человечества.

В науке отпусков не бывает!

При всей занятости профессора Кима найти его достаточно несложно, даже во время его выходных или заслуженного отпуска. Адрес прост — химический факультет ЮУрГУ, лаборатории кафедры органической химии. Неудивительно, не отпускает от себя фундаментальная наука, плюс к этому, лаборатории, оснащенные самым современным оборудованием, созданы буквально на пустом месте. Это его детище. А наука, тем более фундаментальная, как известно, выходных не имеет! Естественно, без моральной и материальной поддержки руководства университета, таких лучших учебных и исследовательских лабораторий в нашем регионе не было бы и в помине.

Эти затраты с лихвой себя оправдывают: не только высоким и достойным качеством учебного процесса подготовки инженеров-химиков, но и научными результатами студентов СНО и аспирантов профессора Кима. Оборудование мне показала аспирант первого года обучения Елена Бердникова. Несмотря на юные лета, у нее уже вполне весомый научный багаж!

-  Вот это наше настоящее богатство — хромато-масс-спектрометр, — говорит Елена, представляя вроде бы незатейливый агрегат. «Ящик» какой-то, одним словом! — Этот, как вы сказали «ящичек», совмещает «два в одном» - уникальные, особо точные для нужд химиков-исследователей приборы. Газовый хроматограф, улавливающий исчезающе-малые следы химических соединений, и его работу по «опознаванию их портретов» дополняет масс-спектрометр. В дополнение к этому мы определяем геометрию их пространственных структур на новейших установках рентгеноструктурного анализа (РСА) у нас же на факультете. Вся эта техника управляется компьютерными системами, например, задал провести сложный анализ, требующий длительного времени, то и вся система по нашей программе будет работать непрерывно хоть сутками. Там, где это необходимо. Есть еще возможность пользоваться сложнейшей аппаратурой ЯМР (ядерного магнитного резонанса) в УрО РАН, на ней вообще можно «увидеть» каждый протон в молекуле!

 - Вообще то, научные поиски по оргсинтезу в чем то сродни поискам золота рудознатцами, — продолжает профессор Ким, — приходится «пахать» в лаборатории по десять часов в день, это обыденная мировая практика, но задуманный результат далеко не всегда очевиден, нужно, кроме опыта фундаментальной науки, супер-аппаратуры, еще и наитие, то есть фарт, как издревле везение именовали старатели. При этом химические науки и направления — работы коллективные, твои находки в Челябинске могут что то подсказать ученым на другой стороне планеты, как и наоборот. Ведь мы все работаем над созданием и познанием веществ, которых в природе никогда не было. Такого уровня коллективности в науке, как в органической химии, сегодня никогда раньше невозможно было даже себе представить!

Сокровища Елены

Упомянул об уже сложившемся научном багаже, наработанном аспиранткой Еленой Бердниковой. Это на самом деле сокровища, наработанные трудом исследователя во время экспериментов по фундаментальной химии в лаборатории. За годы научного студенчества Елена не раз выступала с докладами по своим результатам исследований методов синтеза и свойств новых гетероциклических соединений. Работа тонкая и кропотливая, несмотря на помощь самой совершенной аппаратуры. Однако в активе уже одиннадцать публикаций, в том числе - три научные статьи в таких уважаемых академических изданиях, как «Бутлеровские сообщения РАН» и другие. Со студенческих лет, со второго курса, Елена участвует с докладами на многих научных конференциях, в том числе международных. Все достижения: золото, дипломы и медали, завоеванные Еленой, перечислить просто невозможно — их рекордно много. Еще бы, аспирантка так уверенно добивается успехов в фундаментальной науке, да еще в таком малоизведанном ею разделе! Все-таки назову несколько самых свежих: абсолютное первенство на восьмой региональной Уральской выставке-конкурсе НТТМ «Шаг в будущее. Евразийские ворота» и аналогичная победа среди тысячи лучших молодых ученых и изобретателей на тринадцатой Всероссийской выставке НТТМ В Москве.

фото автора

Бумажная версия данного материала появится 25.07.2013 г.