RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Успехи химии // Архив

Усп. хим., 2024, том 93, выпуск 12, страницы 1–55 (Mi rcr4488)

Биокатализ: современные проблемы и приложения

С. Д. Варфоломеевab, В. К. Швядасc, Е. Н. Ефременкоa, А. М. Егоровa, М. Г. Хреноваa, В. И. Тишковa, Д. Л. Атрошенкоad, А. А. Пометунad, С. С. Савинa, Н. Н. Угароваa, Г. Ю. Ломакинаa, И. В. Гачокa, И. В. Лягинa, В. И. Муронецe, А. П. Синицынad, О. А. Синицынаa, А. М. Рожковаad, Г. Ф. Махаеваf, С. О. Бачуринf, О. И. Лаврикg, Д. О. Жарковg, А. В. Юдкинаg, О. М. Панасенкоh, А. А. Байковe, П. Массонi, Т. Н. Пашироваj, З. М. Шайхутдиноваji, Е. В. Поповаa, В. Е. Тихомироваa, О. А. Костa, Е. В. Кудряшоваa, Н. В. Добряковаa, Н. Л. Клячкоa, М. М. Веселовa, А. В. Лопуховa, И. М. Ле-Дейгенa, А. Д. Усвалиевa, Ю. В. Чудосайa, Н. Л. Еремеевa, М. Э. Звереваa, М. Ю. Рубцоваa, М. М. Уляшоваa, Г. В. Пресноваa, Л. В. Сиголаеваa, Д. В. Пергушовa, И. Н. Курочкинba, Е. Г. Евтушенкоba, И. А. Богинскаяk, Ю. Ю. Звягинаk, Е. А. Слипченкоk, О. В. Крюковаa, М. В. Седоваk, И. А. Рыжиковkl, В. В. Шумянцеваmn, П. И. Королёваmn, Т. В. Булкоm, Л. Е. Агафоноваm, Р. А. Масамрехmn, Т. А. Филипповаmn, А. В. Кузиковmn, А. П. Савицкийd, М. О. Шлееваd, И. Д. Соловьевd, Н. К. Марыничd

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


 Англоязычная версия: Russian Chemical Reviews, 2024, 93:12, 1–55


© МИАН, 2025