Кафедра биохимии. Кафедра биохимии Кафедра биохимии мгу
Декан - академик РАН Кирпичников Михаил Петрович
Биологический факультет был организован в 1930 г. на базе биологического отделения физико-математического факультета МГУ. В настоящее время факультет является крупнейшим учебно-научным центром подготовки биологов широкого профиля. В его структуре 27 кафедр, 3 проблемных лаборатории (космической биологии, химии ферментов, по изучению рыбопродуктивности водных экосистем), более 50 кафедральных научно-исследовательских лабораторий, 4 общефакультетские лаборатории (электронной микроскопии, экспериментальных животных, седиментационного анализа, изотопного анализа). В состав факультета входят 2 биологические станции - на Белом море и в Звенигороде, Зоологический музей, Ботанический сад на Ленинских горах и его филиал на проспекте Мира. На базе факультета созданы центр безопасности биосистем и учебно-научный центр по реабилитации диких животных.
Основные направления научно-исследовательской работы на факультете связаны с изучением важнейших проблем биологии, медицины и сельского хозяйства, решением актуальных биотехнологических задач.
Физико-биохимические основы организации биологических систем (материально-энергетические взаимоотношения компонентов в сложных биологических системах); сравнительная физиология и биохимия микроорганизмов; особенности структуры, синтеза и функционирования белков и нуклеиновых кислот; генетика и генная инженерия в приложении как к прокариотам, так и к эукариотическим организмам; гистогенез клеток различных тканей; структура и функции биологических мембран; энергетические процессы в растительных и животных клетках; физиология мозга (нейробиология), сердечно-сосудистой системы, крови и иммунитета, висцеральных систем; экологическая физиология; теоретические основы моделирования биологических систем - эти проблемы решаются учеными биологического факультета.
Учебные планы
биологического факультета предусматривают широкую общебиологическую и общеобразовательную подготовку, и на ее основе подготовку специалиста в конкретной области биологии, которую студент может избрать в качестве своей специальности.
Общебиологическое образование студенты получают на основе изучения курсов зоологии, ботаники, микробиологии, теории эволюции, биохимии, молекулярной биологии, генетики, физиологии человека и животных, физиологии растений, анатомии человека, цитологии и др.
В рамках общебиологической подготовки для студентов I и II курсов на базе биостанций и филиала в Пущино проводятся летние практики по зоологии, ботанике, физико-химическим методам в биологии, которые не только знакомят студентов с многообразием живого мира, но и помогают сделать первые самостоятельные научные работы.
Выбор специальностей на факультете велик: антропология, зоология, ботаника, физиология, генетика, биохимия, биофизика, микробиология, эмбриология и другие.
По специализации «антропология» студенты на кафедре антропологии изучают антропогенез, этническую антропологию, этнографию, археологию и ряд других дисциплин.
Кафедры зоологии позвоночных, зоологии беспозвоночных, энтомологии, ихтиологии, биологической эволюции готовят по специализации «зоология»
. Студентам читают курсы гистологии, эмбриологии, экологии животных, зоогеографии, прикладной энтомологии, селекции животных и ряд других специальных курсов.
По специальности «ботаника» ведут подготовку кафедры высших растений, микологии и альгологии, геоботаники, гидробиологии. Ботаники изучают экологию растений, геоботанику, биологию развития растений, флору различных районов мира, селекцию растений и другие дисциплины.
По «физиологии» специализируются кафедры физиологии человека и животных, эмбриологии, клеточной биологии и гистологии, высшей нервной деятельности, физиологии растений, физиологии микроорганизмов. Студентам-физиологам читаются специальные курсы по морфологии мозга, эндокринологии, физиологии кровообращения, обмена веществ и энергии, общей нейрофизиологии, физиологии анализаторов, нейрохимии фитофотометрии, биологии опухолевых клеток, биологии размножения, экологии и эволюции фотосинтеза и др.
Выпускники кафедры генетики получают специальность «генетика»
Кафедры биохимии, молекулярной биологии, вирусологии и биоорганической химии специализируются по «биохимии» . Студенты слушают курсы по молекулярной биологии, биоэнергетике, иммунохимии, энзимологии, генетической инженерии, химии нуклеиновых кислот, биотехнологии, осваивают физико-химические методы исследований и др.
Студенты, специализирующиеся на кафедрах биофизики и биоинженерии, выпускаются по специализации «биофизика»
и получают углубленную подготовку по молекулярной биофизике, биоинформатике, физической химии, компьютерным методам молекулярного дизайна, математическому моделированию биологических процессов, квантовой биофизике, биофизике клеточных процессов, белковой инженерии и клеточной инженерии. Они овладевают физико-химическими методами в биологии, генной инженерии, молекулярным моделированием, электронными и спектральными методами исследования, изотопными методами, изучают радиобиологию, осваивают методы ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса, лазерной спектроскопии, люминесцентной и абсорбционной спектрофотометрии.
По специальности «микробиология» ведет подготовку кафедра микробиологии, где студенты изучают биосинтез витаминов и антибиотиков, экологию и генетику микроорганизмов, биотехнологию, осваивают методы культивирования микроорганизмов, физико-химические методы исследований.
Производственная и преддипломная практики студентов проходят в научно-исследовательских институтах и лабораториях, в заповедниках и экспедициях.
Научно-исследовательская деятельность студентов возможна уже с младших курсов, начинается с выполнения самостоятельных работ на летней практике и ознакомления с литературными источниками по выбранной теме. В дальнейшем студенты ведут самостоятельную исследовательскую работу на кафедре под руководством опытного преподавателя, что является обязательным для выполнения курсовых и дипломной работ.
Высокое качество образования позволяет выпускникам биологического факультета МГУ уверенно чувствовать себя на рынке труда. Наши выпускники успешно работают в ведущих институтах Российской академии наук, в отраслевых научных учреждениях, в медицинских и фармацевтических структурах. Диплом биологического факультета МГУ позволяет продолжать обучение или заниматься научной работой за рубежом.
Наши выпускники востребованы в реальных секторах экономики: на предприятиях биологического, пищевого, медицинского и сельскохозяйственного профиля, в биотехнологических и фармацевтических компаниях и холдингах, экологических, природоохранных и проектных ландшафтных фирмах. Выпускники биологического факультета МГУ пользуются неизменно высоким спросом в лучших общеобразовательных школах, колледжах и вузах страны.
Срок обучения на факультете 6 лет.
Заведующий кафедрой : Николай Борисович Гусев – доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН.
|
|
Николай Борисович Гусев – выпускник кафедры биохимии, руководитель группы, изучающей механизмы регуляции сократительной активности мышц и малые белки теплового шока. Заведующий кафедрой биохимии Биологического факультета МГУ с 2003 года. Автор более 160 статей в отечественных и зарубежных журналах. В группе Н.Б. Гусева проводятся исследования по нескольким направлениям. Под его руководством изучена структура тропонинового комплекса сердца и скелетных мышц. Обнаружена новая форма тропонина Т сердца и охарактеризован новый фермент, обеспечивающий фосфорилирование тропонина Т. Изучено влияние мутаций на структуру и лиганд-связывающие свойства белка 14-3-3. Получены рекомбинантные малые белки теплового шока человека HspB1, HspB5, HspB6, HspB8, охарактеризована их структура и шапероноподобная активность. Начаты исследования структуры и свойств мутантных малых белков теплового шока. |
Контакты
Заведующие кафедрой с момента основания кафедры
| ФИО | Год вступления в должность | Год ухода с должности | |
|---|---|---|---|
| Сергей Евгеньевич Северин | 1939 | 1990 | |
| Андрей Дмитриевич Виноградов | 1990 | 2003 | |
| Николай Борисович Гусев | 2003 | по настоящее время |
Направления научных исследований
| Название темы | Руководитель |
|---|---|
| Механизмы функционирования энергопреобразующих ферментов митохондрий | Руководитель группы - профессор, д.б.н. Виноградов Андрей Дмитриевич |
| Механизмы регуляции сократительной активности мышц и малые белки теплового шока | Руководитель группы – заведующий кафедрой биохимии, чл.-корр. РАН, профессор, д.б.н. Гусев Николай Борисович |
| Физиологическая роль нуклеозиддифосфаткиназы наружного компартмента митохондрий печени | Руководитель группы - старший научный сотрудник, д.б.н. Липская Татьяна Юрьевна |
| Роль Na,K-АТФазы в функционировании клеток и проведении сигналов | Руководитель группы - ведущий научный сотрудник, профессор, д.б.н. Лопина Ольга Дмитриевна |
| Антитела как современный высокочувствительный инструмент фундаментальных и прикладных исследований | ведущий научный сотрудник, профессор, д.б.н. Катруха Алексей Генрихович |
Студенты кафедры биохимии на занятиях большого практикума овладевают методами аналитической биохимии, белковой и пептидной химии, энзимологии, иммунохимии и основами молекулярной биологии.
Кафедра выпускает ежегодно 10-14 специалистов по специальности «биохимия».
Штатными преподавателями кафедры являются профессора А.Д. Виноградов, Н.Б. Гусев, А.Г. Катруха, В.И. Муронец, А.М. Рубцов и В.П. Скулачев. Помимо этого на кафедре работают 7 доцентов, 2 старших преподавателя и 2 ассистента, работу которых поддерживают несколько человек обслуживающего персонала. Научный штат кафедры состоит из 14 человек, включая двух ведущих научных сотрудников, 4 старших научных сотрудников, 5 научных сотрудников, 2 младших научных сотрудников, а также обслуживающий персонал.
Кафедральные курсы
Студенты-бакалавры слушают курсы по следующим дисциплинам:
- Биоинженерия и биоимиджинг (чл-корр. РАН К.А. Лукьянов, д.б.н. В.В Белоусов),
- Биоэнергетика (академик РАН В.П. Скулачев),
- Введение в нейрохимию (доцент Е.А. Владыченская),
- Вычислительный анализ белковых последовательностей (к.б.н. И.И. Артамонова),
- Кинетика ферментативных реакций (доцент В.Г. Гривенникова),
- Методы генной инженерии и культивирования клеток нового поколения (к.б.н. Д.В. Серебряная, к.б.н. Ф.Н. Розов, к.б.н. Е.П. Альтшулер),
- Молекулярная биология (член-корр. РАН С.В. Разин),
- Молекулярная иммунология (академик РАН С.А. Недоспасов),
- Современные методы молекулярной биологии и иммунологии (проф. А.Г. Катруха),
- Транспорт веществ через биологические мембраны в норме и патологии (проф. А.М. Рубцов),
- Электрофоретические и хроматографические методы исследования белков (доцент М.И. Сафронова, проф. Н.Б. Гусев).
Для студентов-магистрантов читаются следующие специальные курсы лекций:
- Биохимия мышц и биологическая подвижность (проф. Н.Б. Гусев),
- Избранные главы медицинской биохимии (проф. О.Д. Лопина),
- Малые некодирующие РНК и эпигеномика (академик В.А. Гвоздев),
- Молекулярная нейробиология (д.б.н. И.А. Гривенников),
- Молекулярная эндокринология (академик РАН, проф. В.А. Ткачук, к.б.н. П.А. Тюрин-Кузьмин),
- Молекулярные механизмы адаптации к стрессу (проф. А.М. Рубцов, проф. Н.Б. Гусев, д.б.н. О.Л. Кантидзе и др. преподаватели кафедры молекулярной биологии),
- Посттрансляционные модификации белков (проф. Н.Б. Гусев),
- Практическая статистика (к.б.н. А.В. Харитонов),
- Регуляция клеточного метаболизма (к.б.н. А.В. Воротников),
- Современные физико-химические методы исследования белков (проф. В.И. Муронец),
- Статистическая обработка экспериментальных данных (к.б.н. А.В. Харитонов),
- Ферменты. Структурные основы и молекулярные механизмы регуляции активности (проф. О.Д. Лопина),
- Физика белковых молекул (чл-корр. РАН А.В. Финкельштейн).
Большой практикум
Основные навыки экспериментальной работы закладываются на большом практикуме. Большой практикум продолжается на протяжении двух лет и включает в себя знакомство с основными биологически важными соединениями, обучение основным навыкам биохимического исследования на примере изучения углеводов, липидов, пептидов, белков. Специальные разделы большого практикума отводятся препаративной энзимологии, генной инженерии, иммунохимии и исследованию различных регуляторных процессов, протекающих в живой клетке. Результаты, полученные на заключительных разделах большого практикума, представляются на научной студенческой конференции, проводимой ежегодно в конце декабря.
После завершения работы на большом практикуме студенты кафедры биохимии распределяются в научные группы, работающие на кафедре или в институтах РАН, и на протяжении последнего семестра IV курса выполняют бакалаврскую квалификационную работу.
Cтуденты кафедры биохимии выполняют свои бакалаврские и магистерские диссертации в Научно-исследовательском институте физико-химической биологии МГУ им. А.Н. Белозерского, в Национальном медицинском исследовательском центре кардиологии Министерства здравоохранения Российской Федерации, в Институте биохимии имени А.Н. Баха РАН, в Институте биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, а также во многих других научно-исследовательских учреждениях Москвы.
Научные и образовательные достижения кафедры
| Годы работы на темой | ФИО | Тема, достижение |
|---|---|---|
| 1950 | С.Е. Северин, Н.А. Юдаев |
Впервые проведен анализ тканевого и видового распределения карнозина и ансерина |
| 1953 | С.Е. Северин, М.В. Кирзон, Т.М. Кафтанова |
Открыт эффект Северина. Установлено, что добавление дипептида карнозина в буфер, омывающий мышцу, увеличивает время ее сокращения до утомления |
| 1956-1957 | С.Е. Северин, В.И. Телепнева |
Проведено исследование энергетического обмена различных типов мышц при денервации, деэфферентации и тиреотоксикозе |
| 1961 | С.Е. Северин | Исследован энергетический обмен сердца и его нарушения, наступающие при коронарной недостаточности |
| 1967-1968 | В.П. Скулачев | Трансформация энергии в дыхательной цепи. Трудности и перспективы |
| 1969 | А.А. Болдырев, А.В. Лебедев, В.Б. Ритов |
Разработан метод выделения и начато изучение АТРазной активности фрагментов саркоплазматического ретикулума |
| 1974 | В.А. Ткачук, А.А. Болдырев, С.Е. Северин |
Разработан метод выделения и начато изучение свойств NaK-АТРазы скелетных мышц |
| 1972 | гр. А.Д. Виноградова | Открыта Са2+-индуцируемая неспецифическая проницаемость митохондриальной мембраны |
| 1975 | гр. А.Д. Виноградова | Открыта каталитическая активность железо-серного центра S-3 комплекса II дыхательной цепи |
| 1976-1980 | Н.Б. Гусев, А.Б. Добровольский, С.Е. Северин |
Обнаружена специфическая протеинкиназа, фосфорилирующая тропонин Т, и разработан метод выделения этого нового фермента |
| 1977, 1983 | гр. А.Д. Виноградова | Введены в практику исследований новые искусственные акцепторы электронов для измерения активности компонентов дыхательной цепи |
| 1980 | гр. А. Д. Виноградова | Открыт специфический центр прочного связывания ADP митохондриальной протонтранслоцирующей Fo∙F1-АТРсинтазой |
| 1983 – 1987 | гр. Н.Б. Гусева | Установлено наличие нескольких изоформ тропонина Т сердца. Проведено сравнение изоформ и определена полная первичная структура двух изоформ тропонина Т сердца |
| 1987 | А.А. Болдырев | Установлены антиоксидантные свойства карнозина |
| 1988 | гр. А.Д. Виноградова | Обнаружен и получен в гомогенном состоянии новый фермент – оксалоацетат-таутомераза матрикса митохондрий |
| 1989 | гр. А.Д. Виноградова | Обнаружена свободно-радикальной форма убихинона в качестве интермедиата катализа NADH:убихинон-редуктазной реакции |
| 1993-2001 | гр. Н.Б. Гусева | Проведено систематическое исследование взаимодействия различных Са-связывающих белков с кальдесмоном. Картированы участки взаимодействия Са-связывающих белков с кальдесмоном |
| 1997 | А.Г. Катруха, А.В. Березникова, Т.В. Есакова |
Установлено, что при инфаркте миокарда тропонин I освобождается в кровь в виде комплекса с другими белками |
| 1999 | гр. А.Д. Виноградова | Установлена стехиометрия векторного переноса протонов энергопреобразующим комплексом I дыхательной цепи |
| начало 2000х | гр. А.А. Болдырева | Запатентованы глазные капли на основе карнозина с антикатаральным эффектом |
| 2004 | гр. А.А. Болдырева | Впервые показано наличие NMDA-рецепторов на мембране иммунокомпетентных клеток |
| 2006 | М.В. Ким, А.С. Сейт-Неби, Н.Б. Гусев |
Впервые выделен рекомбинантный малый белок теплового шока человека HspB8 и установлено, что он не обладает протеинкиназной активностью |
| 2003-2007 | гр. А.А. Болдырева | Показано нейропротекторное, антигипоксическое и антиоксидантное действие карнозина при введении его больным с инсультом, паркинсонизмом, болезнью Альцгеймера. |
| 2008 | гр. А.Г. Катрухи | Исследования О-гликозилирования NT-proBNP дали основание для создания иммунохимических систем количественного определения NT-proBNP в крови. |
| 2010 | гр. А.Д. Виноградова | Обнаружена аммоний-зависимая продукция активных форм кислорода митохондриями и идентифицирована дигидролипоамиддегидрогеназа – фермент, катализирующий этот процесс |
| 2010 | гр. А.Г. Катрухи | Показано, что основной конвертазой, ответственной за процессинг предшественника натрий-уретического пептида BNP (proBNP) человека и образование активного гормона BNP, является фурин. |
| 2010-2011 | гр. А.А. Болдырева | Патент на кардиоплегический раствор на основе гистидина¸ карнозина и ацетилкарнозина для операций на открытом сердце. |
| 2012 | гр. А.Г. Катрухи | Впервые обнаружены фрагменты IGF-связывающего белка IGFBP-4 в кровотоке больных с диагностированным острым коронарным синдромом. Показано, что фрагменты белка IGFBP-4 могут быть использованы в качестве биомаркеров для предсказания риска возникновения осложнений сердечнососудистых заболеваний. |
| 2015 | гр. А.Г. Катрухи | Показано, что рекомбинантные химерные антитела, содержащие константные домены иммуноглобулинов человека, позволяют значительно снизить уровень ложно-положительных сигналов при измерении тропонина I в крови пациентов при диагностике острого инфаркта миокарда. |
| 2016 | гр. А.Г. Катрухи | Впервые показано, что в крови больных сердечнососудистыми заболеваниями содержатся аутоантитела к тропонинам I и Т. |
| 2017 | гр. А.Г. Катрухи | Обнаружено, что в сыворотке крови пациентов с инфарктом миокарда тромбин специфически расщепляет тропонин T. |
| 2018 | гр. А.Г. Катрухи | Раскрыт новый механизм регуляции активности гормона IGF в кровотоке. |
Биохимия - очень интересный и очень важный раздел биологии. К сожалению, в школьной программе ему уделяется не очень много внимания. Чтобы исправить это, мы разработали и уже 10 лет успешно читаем наш курс адаптированной для старшеклассников вузовской биохимии, со вставками из клеточной и молекулярной биологии, эволюции, генетики, комбинаторики и многих других дисциплин. Мы стараемся создать у наших слушателей целостное представление о современной биохимии и познакомить с основами этой интересной науки.
Тематический план занятий
Блок 1. Основные понятия.
- Химические элементы в живой природе. Макро-, микро- и следовые элементы.
- Введение в органическую химию. Органические вещества. Связи. Резонанс. Форма молекул. Степень окисления и частичные заряды. Кислоты и основания по Бренстеду-Лоури и Льюису. Функциональные группы.
- Взаимодействия между молекулами и внутри макромолекул. Водородные связи. Гидрофобный эффект. Ван-дер-Ваальсово взаимодействие.
- Понятие концентрации. pH, pOH и pKa. Буферные системы. Титрование.
- Изомерия: структурная и пространственная.
Блок 2. Структурная биохимия.
- Аминокислоты, их разнообразие и функции. Способы изображения хиральных соединений на плоскости. Протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты и их производные.
- Пептиды, их разнообразие и функции. Матричный и нематричный синтез. Титрование пептидов, изоэлектрическая точка.
- Белки, их разнообразие и функции. Уровни структурной организации. Архитектуры. Методы определения пространственной структуры. Визуализация моделей пространственной структуры белков. Посттрансляционные модификации.
- Углеводы, их строение, классификация и функции. Моно-, ди- и полисахариды.
- Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты, их строение, разнообразие и функции. Введение в молекулярную биологию - транскрипция и трансляция у про- и эукариот.
- Липиды, их строение, разнообразие и функции. Функции жировой ткани.
Блок 3. Метаболизм.
- Ассимиляция и диссимиляция. Ферменты: зачем они нужны и как они работают? Энергия активации. Введение в кинетику ферментативных реакций.
- Классификация ферментов. Окислительно-восстановительные реакции, и как они проводятся ферментными системами клетки. Кофакторы.
- Введение в биоэнергетику. Формы запасания энергии в клетке: АТФ и трансмембранный потенциал. Субстратное и окислительное фосфорилирование.
- Катаболизм углеводов и не только: гликолиз, путь Энтнера-Дудорова, пентозофосфатный путь, цикл Кребса, декарбоксилирование пирувата, малат-аспартатный челнок.
- Катаболизм жирных кислот: альфа-, бета- и омега-окисление. Катаболизм ненасыщенных жирных кислот.
- Электрон-транспортная цепь и синтез АТФ на внутренней мембране митохондрий.
- Фотофосфорилирование в фотосинтезе: стратегии. Бактериородопсин.Темновая фаза фотосинтеза в хлоропластах.
- Анаболизм. Циклы фиксации углерода. Синтез скелетов аминокислот и глюконеогенез.
- Запасающие вещества: синтез и использование. Синтез и распад крахмала, гормональная регуляция у человека. Синтез и распад липидов. Глиоксилатный шунт.
- Метаболизм азота. Азотофиксация, переаминирование, цикл мочевины.
Место проведения занятий : Факультет биоинженерии и биоинформатики, ауд. 117, 18.30-20.30 по понедельникам.
Записаться в кружок , найти актуальную информацию и расписание можно в нашей группе в контакте по ссылке
