С. Д. Варфоломеев, В. К. Швядас, Е. Н. Ефременко, А. М. Егоров, М. Г. Хренова, В. И. Тишков, Д. Л. Атрошенко, А. А. Пометун, С. С. Савин, Н. Н. Угарова, Г. Ю. Ломакина, И. В. Гачок, И. В. Лягин, В. И. Муронец, А. П. Синицын, О. А. Синицына, А. М. Рожкова, Г. Ф. Махаева, С. О. Бачурин, О. И. Лаврик, Д. О. Жарков, А. В. Юдкина, О. М. Панасенко, А. А. Байков, П. Массон, Т. Н. Паширова, З. М. Шайхутдинова, Е. В. Попова, В. Е. Тихомирова, О. А. Кост, Е. В. Кудряшова, Н. В. Добрякова, Н. Л. Клячко, М. М. Веселов, А. В. Лопухов, И. М. Ле-Дейген, А. Д. Усвалиев, Ю. В. Чудосай, Н. Л. Еремеев, М. Э. Зверева, М. Ю. Рубцова, М. М. Уляшова, Г. В. Преснова, Л. В. Сиголаева, Д. В. Пергушов, И. Н. Курочкин, Е. Г. Евтушенко, И. А. Богинская, Ю. Ю. Звягина, Е. А. Слипченко, О. В. Крюкова, М. В. Седова, И. А. Рыжиков, В. В. Шумянцева, П. И. Королёва, Т. В. Булко, Л. Е. Агафонова, Р. А. Масамрех, Т. А. Филиппова, А. В. Кузиков, А. П. Савицкий, М. О. Шлеева, И. Д. Соловьев, Н. К. Марынич, “Биокатализ: современные проблемы и приложения”, Усп. хим., 93:12 (2024), 1

Биокатализ: современные проблемы и приложения

С. Д. Варфоломеев^ab, В. К. Швядас^c, Е. Н. Ефременко^a, А. М. Егоров^a, М. Г. Хренова^a, В. И. Тишков^a, Д. Л. Атрошенко^ad, А. А. Пометун^ad, С. С. Савин^a, Н. Н. Угарова^a, Г. Ю. Ломакина^a, И. В. Гачок^a, И. В. Лягин^a, В. И. Муронец^e, А. П. Синицын^ad, О. А. Синицына^a, А. М. Рожкова^ad, Г. Ф. Махаева^f, С. О. Бачурин^f, О. И. Лаврик^g, Д. О. Жарков^g, А. В. Юдкина^g, О. М. Панасенко^h, А. А. Байков^e, П. Массонⁱ, Т. Н. Паширова^j, З. М. Шайхутдинова^ji, Е. В. Попова^a, В. Е. Тихомирова^a, О. А. Кост^a, Е. В. Кудряшова^a, Н. В. Добрякова^a, Н. Л. Клячко^a, М. М. Веселов^a, А. В. Лопухов^a, И. М. Ле-Дейген^a, А. Д. Усвалиев^a, Ю. В. Чудосай^a, Н. Л. Еремеев^a, М. Э. Зверева^a, М. Ю. Рубцова^a, М. М. Уляшова^a, Г. В. Преснова^a, Л. В. Сиголаева^a, Д. В. Пергушов^a, И. Н. Курочкин^ba, Е. Г. Евтушенко^ba, И. А. Богинская^k, Ю. Ю. Звягина^k, Е. А. Слипченко^k, О. В. Крюкова^a, М. В. Седова^k, И. А. Рыжиков^kl, В. В. Шумянцева^mn, П. И. Королёва^mn, Т. В. Булко^m, Л. Е. Агафонова^m, Р. А. Масамрех^mn, Т. А. Филиппова^mn, А. В. Кузиков^mn, А. П. Савицкий^d, М. О. Шлеева^d, И. Д. Соловьев^d, Н. К. Марынич^d

^a Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Химический факультет, Москва, Российская Федерация
^b Институт биохимической физики имени Н.М.Эмануэля Российской академии наук, Москва, Российская Федерация
^c Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Факультет биоинженерии и биоинформатики, Москва, Российская Федерация
^d Институт биохимии имени А.Н.Баха Федерального исследовательского центра биотехнологии Российской академии наук, Москва, Российская Федерация
^e Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А.Н.Белозерского, Москва, Российская Федерация
^f Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук, Черноголовка Московской обл., Российская Федерация
^g Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Российская Федерация
^h Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М.Лопухина Федерального медико-биологического агентства, Москва, Российская Федерация
ⁱ Институт фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета, Kазань, Российская Федерация
^j Институт органической и физической химии имени А.Е.Арбузова Федерального исследовательского центра 'Казанский научный центр Российской академии наук', Kазань, Российская Федерация
^k Институт теоретической и прикладной электродинамики Российской академии наук, 125412 Москва, Российская Федерация
^l Московский государственный технический университета имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет), Москва, Российская Федерация
^m Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н.Ореховича, Москва, Российская Федерация
ⁿ Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И.Пирогова, Москва, Российская Федерация

Аннотация: Обзор посвящен анализу современных достижений, актуальных проблем и практических применений ферментов в рамках химической и инженерной энзимологии. Рассмотрены достижения в фундаментальном понимании молекулярных механизмов, реализуемых в каталитических циклах ферментативных реакций, на основе методов квантовой (молекулярной) механики с использованием суперкомпьютерных технологий и методов биоинформатики. Конструирование белковых молекул биокатализаторов с новыми свойствами является принципиально значимой методологией биоинженерного подхода к решению практических задач, что продемонстрировано на ряде примеров. Возрастающая роль биокатализа в медицине и медико-биологических исследованиях проиллюстрирована решением задач синтеза антибиотиков и преодоления бактериальной резистентности к ним, изучением механизмов нейродегенеративных заболеваний и разработкой препаратов для борьбы с болезнью Альцгеймера, исследованиями биокаталитических процессов репарации ДНК, роли механизмов функционирования гемсодержащих пероксидаз в организме человека. Большое развитие в последние десятилетия получило использование ферментов, разрушающих различные эндогенные и экзогенные токсиканты. Проанализированы успехи и проблемы применения ферментов в терапии и доставке лекарственных средств. Особо отмечена принципиально важная роль ферментов в современном анализе и диагностике. В обзоре рассмотрено также новое направление создания биоаналитических методов при использовании аптамеров, мультианалитических биочипов, систем гигантского комбинационного рассеяния и биоэлектроанализа.
Библиография — 460 ссылок.

Ключевые слова: биоинформатический анализ, постгеномные модификации, белковый дизайн, биоэлектрокатализ, биочипы, биомедицина, биодетекция.

Поступила в редакцию: 24.07.2024

DOI: 10.59761/RCR5144