Присоединяйтесь к нашим подписчикам!

Материалы лекции академика В.П.Скулачева для первокурсников факультета Биоинженерии и биоинформатика МГУ имени М.В.Ломоносова (2015) 

Слушателям курса лекций "Биоэнергетика" академика В.П.Скулачева сообщаем, что по подписке в интерактивном режиме доступа будут доступны обновлённые и дополненные библиографическими ссылками материалы книги "Мембранная биоэнергетика" В.П.Скулачева, А.В.Богачева и Ф.О.Каспаринского. 

---

Что связывает энергию и жизнь? В начале XX века Дж. Холдейн (J. Haldane) определил жизнь, как способ существования самовоспроизводящихся структур за счет притока энергии извне. Такого же определения придерживался наш известный биолог Б.М. Медников. Как следует из формулировки, способность к энергообеспечению является одним из двух основных свойств жизни. Однако каким образом энергия позволяет жизни существовать? Мы постараемся ответить на этот вопрос, по возможности не прибегая к помощи сложных формул.
Биоэнергетика (биологическая энергетика) есть совокупность процессов преобразования энергии внешних ресурсов в биологически полезную работу живых систем, а также раздел биологии, изучающий эти процессы.
Истоками биоэнергетики можно считать рассуждения античных мыслителей о природе брожения и о роли воздуха в процессах использования пищи живыми организмами. Леонардо да Винчи одним из первых (начало XVI в.) сравнил питание животных с горением свечи. Эта идея была развита голландским естествоиспытателем Иоханнесом Баптиста ван Гелмонтом в 1648 г. в опытах с растениями. До начала ХХ века основным содержанием биоэнергетики являлось изучение суммарных балансов процессов энергообеспечения живых организмов (дыхания, брожения), а также воздействия различных условий (переход от покоя к работе, изменение окружающей температуры) на энергетический баланс организма. Быстрое развитие биохимии в первую половину ХХ века способствовало формированию представлений о превращениях энергии в живых клетках. Ключевую роль здесь сыграли работы наших замечательных соотечественников – В.А. Энгельгардта и В.А. Белицера, открывших фосфорилирующее дыхание.

Однако до формулирования П. Митчелом принципа устройства ключевых механизмов трансформации энергии в живых клетках биоэнергетика еще не существовала как отдельная наука. У каждой из современных отраслей науки есть свой год рождения. Так, молекулярная генетика ведет отсчет времени с публикации журналом «Nature» в марте 1956 г. статьи Дж. Уотсона и Ф. Крика о спиральных структурах, встречающихся у вирусов. Биоэнергетика тоже имеет свою точку отсчета, и это тоже публикация в «Nature», но другого Нобелевского лауреата Питера Митчела. В 1961 г. он напечатал статью, где предложил своё объяснение механизма дыхательного и фотосинтетического фосфорилирования (хемиосмотическую гипотезу).
Cлово «биоэнергетика» было впервые использовано пятью годами раньше (1956 г.) Нобелевским лауреатом А. Сент-Дьерди, который дал такое название написанной им небольшой брошюре. Это очень странная книжка, изданная на излете карьеры ее автора, где он позволил себе безудержно фантазировать по поводу того, что такое живое существо. Почти все мысли, в ней высказанные, не подтвердилось. А вот слово, вынесенное на титульный лист, вошло в язык как название новой науки. 

В 1968 году в Полиньяно-а-Маре, маленьком городке на юге Италии, состоялась конференция по окислительному фосфорилированию, на одном из заседаний которой специально обсуждался вопрос, как назвать новую отрасль биологии, посвященную выяснению молекулярных механизмов энергообеспечения живых существ. В.П.Скулачеву посчастливилось участвовать в этой конференции. Его английский язык в то время оставлял желать лучшего и, если доходило до выражения собственного мнения, то получалось это как-то уж очень прямолинейно… Когда начали обсуждать, как ему показалось, громоздкие и неблагозвучные названия, он встал и сказал, что организовал недавно в Московском университете отдел биоэнергетики, и потому предлагает назвать этим именем новую науку. В перерыве один из участников конференции, Карел Ван Дам из Голландии, пожурил В.П.С. за столь резкое выражение своей позиции в присутствии таких корифеев, как Г. Кребс, Л. Эрнстер, Э. Слейтер, но удивительным образом дискуссия привела к тому, что это название было принято. Не прошло и нескольких лет, как появились журналы по биоэнергетике, конференции по биоэнергетике, международная организация биоэнергетиков со своими отделениями в разных странах. К сожалению, впоследствии экстрасенсы решили узурпировать новый термин. В.П.С. пытался как мог протестовать, выступая в широкой печати и по телевидению, но потерпел фиаско: в настоящее время существуют два понятия: «биоэнергетика научная» и «биоэнергетика паранаучная». Это началось у нас в России, а потом перекинулось за рубеж. В результате в последнем издании Британской Энциклопедии уже есть оба значения слова «биоэнергетика». Язык – это как океан: стихия, с которой нельзя бороться в одиночку… 

Выделившаяся в отдельную науку биоэнергетика быстро завоевала «место под солнцем». В 1978 г. получил Нобелевскую премию за свою гипотезу ее основатель П. Митчел. В 1988 г. Нобелевскими лауреатами стали Х. Михель, Й. Дейзенхофер и Р. Хубер, преуспевшие в рентгеноструктурном анализе комплекса фотосинтетических реакционных центров. В 1997 г П.Д. Бойер и Дж. Уокер удостоились такой же премии за исследование протонной ATP-синтазы, а вместе с ними и И.-Х. Скоу – за открытие Na⁺,K⁺-ATPазы. В 2003 г. Нобелевскими лауреатами стали П. Агре и Р. МакКиннон, описавшие c атомным разрешением структуру аквапорина и калиевого канала. По-видимому, ждет своей премии открытие Г. Кремером, Д.Д. Ньюмейером и Кс. Уангом центральной роли митохондрий в запрограммированной смерти клетки. В последнее десятилетие число публикаций на эту тему растет по экспоненте.

Продолжение следует...

Powered by WebStatsDomain