Химия биологически активных соединений на рубеже столетий.

Уходящий 20 век можно с полным основанием назвать "золотым" для химии биологически активных соединений как по широте охвата объектов исследования, так и по методам исследования. В итоге человечество получило новые знания и практическое использование ранее неизвестных, или малоизвестных соединений различных классов, нашедших применение в медицине, косметике, сельском хозяйстве, пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйства. При этом наблюдался плодотворный симбиоз знаний, полученных в данной области с таковыми в граничащих с химией науках: биологии, биохимии, биофизики и других.

Химия биологически активных соединений дала мощный импульс для установления механизмов важнейших биологических процессов (передача наследственной информации, биосинтез белка, оксигенирование, дыхательный процесс, фотосинтез) и создания искусственных функционально активных систем.

В начале века исследовались низкомолекулярные природные соединения. Установление строения алкалоидов, витаминов, стероидов стимулировало развиие тонкого органического синтеза. Первые синтезы алкалоидов пилокарпина [1], хинина [2], эметина [3], и алкалоидов ипекакуаны [4] произвели неизгладимое впечатление и открыли столбовую дорогу для синтеза сложных природных соединений. Вслед за ними были синтезированы алкалоиды курарин [5], резерпин [6], морфин [7], стрихнин [8], лизергиновая кислота [9], стероидные гормоны [10,11], полиеновые соединения: витамин А [12], -каротин [13], антибиотики: пенициллин [14], тетрациклины [15], сложные белковые соединения: гормоны окситоцин [16], вазопрессин [17], хлорофилл [18].

Многие из этих синтезов были востребованы промышленностью, и в первую очередь, химико-фармацевтической.

Разразившаяся вторая мировая война нанесла катастрофический ущерб народному хозяйству, но вместе с тем, острая потребность в лекарственных препаратах привела к созданию сульфаниламидных препаратов, а затем и антибиотиков - продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которые проявили удивительную для того времени антибактериальную активность. Промышленность сразу восприняла социальный заказ. Уже в конце войны были созданы производства сульфаниламидных препаратов (белый стрептоцид, сульфадимезин, альбуцид и многие другие), а затем антибиотиков пенициллина и стрептомицина. В поле зрения попали также витамины (A, B, C, E и другие). Уже к 60-м годам возникла витаминная промышленность, которая скоро превратилась в крупнотоннажную (по витаминам А, С, Е). Жизненная необходимость в этих соединениях для человека не могла быть покрыта за счет растительных источников и послужила мощным двигателем развития промышленного производства. Этот период нашел отражение в учебных пособиях и монографиях [19-22]. Одновременно с успехами в синтезе расширились методы определения строения веществ, в частности рентгеноструктурный анализ витамина В₁₂ [23].

В 50-е годы фундаментальные исследования начали развиваться в сторону изучения природных биополимеров. Сенсационным открытием было установление Уотсоном и Криком структуры нуклеиновых кислот [24], были найдены подходы к определению структуры белков [25, 26]. Эти исследования обобщены в ряде монографий и учебных пособий [27-33] и относятся уже к биоорганической химии, и молекулярной биологии поскольку они были подчинены выявлению взаимосвязи между структурой и функцией.

Промышленное освоение получения функционально активных соединений привело к разработке новейших технологий объединенных общим названием "Биотехнология" . Созданный мощный арсенал химико-биологических методов позволил организовать на проходившем в 1998 году XVI Менделеевском съезде специальную секцию "Химия живого" [34], что отражает успех химии биологически активных соединений, открывшей доступ к тайнам жизни. Это без сомнения приведет в ближайшем будущем к введению новых методов лечения болезней, к созданию эффективной профилактики болезней, к исправлению генетических ошибок и другим пока "научно-фантастическим" событиям в нашей жизни. Наиболее ярко это уже нашло отражение в подходах к лечению онкологических заболеваний, что представлено в специальном выпуске " Российского химического журнала" - журнала Российского химического общества им. Д.И. Менделеева [35].

Автор статьи находился в большом затруднении с указанием фамилий ученых, внесших колоссальный вклад в развитие данной области, поскольку их было очень много, но этот недостаток в какой то мере, как нам кажется, удалось уменьшить путем введения в список литературы монографических изданий, которые, как правило, принадлежат научным коллективам и возглавившим их научным руководителям. Список литературы отражает также тенденции возникновения идей и их реализации в различных странах мира.

Среди лауреатов Нобелевских премий немало представителей работавших в данной области. В наступающем столетии исследования перейдут на более высокий уровень с обобщением знаний смежных с химией наук, с асимптотическим приближением к управлению жизненными процессами.

1. Преображенский Н.А., Вомпе А.Ф., Преображенский В.А. и Щукина М.Н., Веr., 1936, Bd. 69, s. 1835.
2. Woodward R., Doering, J.Am.Chem.Soc., 1944, V. 66, p. 849.
3. Евстигнеева Р.П., Лившиц Р.С., Захаркин Л.И., Байнова М.С., Преображенский Н.А., ДАН СССР, 1950, т. 75, с. 539.
4. Евстигнеева Р.П., Преображенский Н.А., Tetrahedron, 1958, V. 4, c. 223.
5. Волкова Л.В., Толкачев О.Н., Преображенский Н.А., ДАН СССР, 1955, т. 102, с. 521.
6. Woodward R.B., Bickel F.E., Frey aA.J., Kristead R.V., J.Am.Chem.Soc., 1956, V. 78, p. 1386.
7. Gates M., Tschudi G., J.Am.Chem.Soc., 1956, V. 78, p. 1386.
8. Elad D., Ginsburg D., J.Am.Chem.Soc., 1954, V. 76, p. 313.
9. Kornfeld E.D., Fornfeld E.J., Kline G.B., Mann M.J., Jones B.G., Woodward R.B., J.Am.Chem.Soc., 1954, V. 76, p. 5256.
10. Woodward R.B., Sondheimer F., Taub D., Heusler K., McLamore W., J.Am.Chem.Soc., 1951, V. 73, p. 2403, 3547, 4057.
11. Barkley L.B., Farrar M.W., Knowles W.S., Raffelson, J.Am.Chem.Soc., 1953, V. 75, p. 4110, 1954, V. 76, p. 5017.
12. Isler S.O., Huber W., Bonco A., Kofler M., Helv. Chim. Acta, 1947, Bd. 30, s. 1911.
13. Bugster C.H., Carbers C.F., Karrer P., Helv. Chim.Acta, 1953, Bd. 36, s. 1783.
14. Shechan J.C., Henery-Logan K.R., J.Am.Chem.Soc., 1957, V. 79, p. 1262.
15. Fields Th.L., Kende A.S., Bothe J.H., J.Am.Chem.Soc., 1960, V. 82, p.1250.
16. Tuppy H., Michl H., Monatsh, 1953, Bd. 84, s. 1011.
17. Du Vingneand, Lawler H.C., Popenol E.A., J.Am.Chem.Soc., 1953, V. 75, p. 4880.
18. Strell M., Kalojanoff A., Koller H., Angew. Chem., 1960, V. 72. Woodward at al, J.Am.Chem.Soc., 1960, V. 82, p. 380. Angew. Chem., 1960, V. 72, p. 39.
19. Преображенский Н.А., Генкин Э.И., Химия органических лекарственных веществ, М:. Госхимиздат, 1953, 592 с.
20. Шемякин М.М., Хохлов А.С., Химия антибиотических веществ, М:. Госхимиздат, 1953, 653 с.
21. Евстигнеева Р.П., Тонкий органический синтез, М:. Химия, 1991, 184 с.
22. Кочетков Н.К., Торгов И.В., Ботвиник М.М., Химия природных соединений (углеводы, нуклеотиды, стероиды, белки), М:. Издательство АН СССР, 1961, 559 с.
23. Todd A., Johnson A., Angew. Chem., 1955, V. 67, p. 428. Hodgkin D., Kamper J., Mackay M., Pickworth J., Treblood K., White J., Nature, 1956, V. 178, p. 64.
24. Watson J.D., Crick F.H.C., Nature, 1953, V. 171, p. 437, 964.
25. Tuppy H., Naturviss, 1959, Bd. 46, s. 35.
26. Lautsch P., Pasedag P., Sommer J., Jueius H.J., Boedefeld E., Chimie, 1950, Bd. 13, s. 129.
27. Нуклеиновые кислоты. Химия и биология, под ред. Белозерского А.Н., М:. Издательство иностранной литературы, 1957, 550 с.
28. Шабарова З.А., Богданов А.А., Химия нуклеиновых кислот и их компонентов, М:. Химия, 1978, 582 с.
29. Кочетков Н.К. и др., Химия углеводов, М:. Химия, 1967, 671 с.
30. Химия биологически активных природных соединений, под ред. Преображенского Н.А., Евстигнеевой Р.П., М:. Химия, ч. I, 1970, 512 с., ч. II, 1976, 456 с.
31. Евстигнеева Р.П., Звонкова Е.А., Серебрянникова Г.А., Швец В.И., Химия липидов, М:. Химия, 1983, 296 с.
32. Евстигнеева Р.П., Миронов А.Ф. и др., "Порфирины, структура, синтез, свойства", М:. Наука, 1985, с.
33. Овчинников Ю.А., Биоорганическая химия, М:. Просвещение, 1987, 797 с.
34. Химия хивого, Секция N 4, руководитель Иванов В.Т., XVI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, М:. 1998, 175 с.
35. Российский химический журнал, 1999, т. 42, N 5.