История Института биоорганической химии

Институт биоорганической химии был образован 20 февраля 1959 г. постановлением Президиума Академии Наук СССР и первоначально назывался Институтом химии природных соединений (ИХПС). Новый институт разместился в г. Москве на улице Вавилова, в доме № 32 (бывшее здание Института горного дела АН СССР). Первым директором стал академик Михаил Михайлович Шемякин.

Так в нашей стране был дан старт исследованиям в области химии биополимеров (белково-пептидные вещества, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, смешанные полимеры и т. д.) и различных природных и синтетических регуляторов биологических процессов (антибиотики, витамины, гормоны, ферменты). В 60-е годы в ИХПС под руководством М.М. Шемякина и М.Н. Колосова проводились многочисленные работы по химическому изучению важнейших антибиотиков  хлорамфеникола, тетрациклинов, антибиотиков группы ауреоловой кислоты и многих других. Тогда же начались и исследования более сложных веществ белковой природы, что заложило основы для развития в нашей стране принципиально новой науки – биоорганической химии. По сути, именно работы академика М.М. Шемякина и сотрудников ИХПС послужили толчком к бурному развитию химии белково-пептидных веществ в СССР. Тогда же был разработан принципиально новый метод определения аминокислотной последовательности пептидов и белков методами масс-спектрометрии и предложен новый метод синтеза пептидов на полимерном носителе. Возможности методов были продемонстрированы синтезом ряда природных пептидов (грамицидин S, ангиотензин и др.) и их аналогов; впоследствии подобный метод использовался другими исследователями для синтеза олигонуклеотидов. Большое значение для развития химии антибиотиков имели обобщающие работы М.М. Шемякина и его коллег, посвящённые проблемам изучения антибиотиков, особенно монография «Химия антибиотиков», последовательно опубликованная в 1949, 1953 и 1961 гг.

Особо стоит выделить целый класс очень интересных работ (1965–1975 гг.), посвящённых комплексному биологическому изучению пептидов, содержащих помимо аминокислот ещё и остатки оксикислот  депсипептидов (именно это название было предложено М.М. Шемякиным с коллегами). На основе разработанного в Институте общего пути синтеза оптически активных линейных депсипептидов было получено большое число различных циклодепсипептидов природного происхождения (споридесмолидов, энниатинов, валиномицина и др.) и их аналогов. Многочисленные исследования позволили установить, подтвердить или опровергнуть предполагавшиеся ранее структуры этих природных соединений.

Позднее различными физико-химическими методами, и, в частности, методами ЯМР-спектроскопии, приобретавшей в то время всё большее и большее значение, проводились исследования пространственной структуры депсипептидных антибиотиков. Было показано весьма важное свойство: образование устойчивых комплексов с ионами щелочных металлов и их перенос через мембрану бактериальной клетки. По сути, эти работы стали первыми исследованиями по изучению молекулярных основ транспорта различных веществ через биологические мембраны. Позднее выяснилось, что аналогичные результаты были уже на подходе в нескольких зарубежных лабораториях, но первыми пришли к финишу советские учёные Института химии природных соединений. Итоги этого цикла работ докладывались на различных международных конференциях и суммированы в ряде обзоров и монографий (например, «Мембрано-активные комплексоны», за которую в 1978 г. академик Ю.А. Овчинников и В.Т. Иванов были удостоены Ленинской премии). Сегодня о важности и фундаментальном значении депсипептидов нам напоминает скульптурная композиция, изображающая антибиотик валиномицин в комплексе с ионом калия, установленная перед центральным входом в ИБХ РАН.

В 1970 г. в Риге при активном участии академика М.М. Шемякина и его сотрудников был проведён 7-й Международный симпозиум по химии природных соединений (ИЮПАК), в работе которого приняли участие ведущие мировые учёные в этой области. На тот момент эта встреча стала самой крупной конференцией по химии среди всех когда-либо проводившихся в Советском Союзе. Однако во время работы симпозиума внезапно умирает главный вдохновитель и президент симпозиума М.М. Шемякин.

После смерти академика М.М. Шемякина ИХПС возглавил его ученик, молодой и энергичный академик Юрий Анатольевич Овчинников. Благодаря его прекрасному организаторскому таланту и научному чутью, 70-е и 80-е годы стали прорывом не только в отечественной, но и в мировой физико-химической биологии и биотехнологии. Институту было присвоено новое, более актуальное на тот момент название, отражающее весь спектр проводимых исследований – Институт биоорганической химии имени академика М.М. Шемякина АН СССР.

В 1970-х середине 1980-х гг. в Институте биоорганической химии была расшифрована первичная структура таких важнейших белков как аспартат-аминотрансфераза (ключевой фермент азотистого обмена млекопитающих) и лейцин-связывающий белок, различных нейротоксинов из ядов змей и пауков, крупных мембранных хромопротеинов  бактериородопсина из галофильных микроорганизмов и зрительного родопсина из сетчатки глаза быка (1981 г.),  а также завершён полный структурный анализ самого крупного из известных на тот момент белка  ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Изучение аминокислотной последовательности бактериородопсина проходило в жесточайшей конкуренции с лабораторией лауреата Нобелевской премии Г. Кораны (США), и приоритет был на стороне советских учёных. Эта работа стала первым примером расшифровки химической структуры мембранного белка (1978 г.).

Деятельность многих сотрудников Института отмечена государственными наградами и премиями, а в 1981 году постановлением Президиума Верховного Совета СССР ИБХ им. М.М. Шемякина АН СССР был награждён орденом Трудового Красного Знамени.

По инициативе директора ИБХ академика Ю.А. Овчинникова, активно развивалась профессиональная подготовка молодых специалистов для физико-химической биологии и биотехнологии: создавались базовые кафедры в МГУ, МФТИ, МИТХТ и ряде других ВУЗов. В 1982 году на базе этих кафедр в ИБХ был организован специализированный учебно-научный центр. В последние годы своей жизни академик Ю.А. Овчинников, несмотря на тяжёлую болезнь, кропотливо трудился над написанием фундаментального учебника «Биоорганическая химия», вышедшего в свет в 1987 г. В том же году прошла первая, ставшая впоследствии ежегодной, зимняя научная школа для молодых учёных, студентов и аспирантов по перспективным направлениям физико-химической биологии и биотехнологии.

В 1984 г. состоялся торжественный переезд ИБХ им. М.М. Шемякина в новое здание с прекрасно оснащёнными лабораториями. В том же году в г. Москве состоялось знаменательное научное событие  16-я конференция Федерации Европейских биохимических обществ (FEBS).

В 1979 г. Распоряжением Президиума АН СССР № 120001194 от 25.07.1979 г. в городе Пущино Московской области был организован Филиал ИБХ им. М.М. Шемякина АН СССР, а в 1988 г. было завершено строительство комплекса зданий для филиала, станции искусственного климата БИОТРОН для проведения широкомасштабных исследований на растениях и лаборатории биологических испытаний (Биоцентра) для доклинических исследований новейших лекарственных препаратов.

Со становлением биоорганической химии и физико-химической биологии были созданы все предпосылки к развитию биотехнологической промышленности, разработке новейших эффективных лекарственных средств и выведению новых видов сельскохозяйственных культур. Кульминацией стало создание в 1985 г. межотраслевого научно-технического комплекса «БИОГЕН» (генеральным директором стал академик Ю.А. Овчинников), объединившего в себе ряд НИИ и промышленных предприятий, ориентированных на выпуск отечественной биотехнологической продукции. Было налажено производство интерферонов α и γ, иммуномодулирующих препаратов «Ликопид», «Неотим-NC», «Серамил» и многих других. Начиная с 2003 г., на опытном производстве Института при поддержке Правительства РФ и г. Москвы налажен выпуск отечественного генно-инженерного человеческого инсулина  препарата «Инсуран».

В 1988 г. скоропостижно умирает Ю. А. Овчинников. Его преемником на посту директора Института становится академик Вадим Тихонович Иванов. 1990-е годы были трудными для всей страны и особенно для отечественной науки. Но, несмотря на все препятствия, продолжались исследования по самым разным актуальным направлениям физико-химической биологии и биотехнологии, появилась совершенно новая интереснейшая тематика – изучение флуоресценции белков, а также создание и развитие флуоресцентных инструментов исследований для различных биомедицинских задач. В сотрудничестве с ведущими институтами Европы и США проводились исследования строения бактериофагов. В Филиале Института начались работы по изучению трансгенных растений, поиск новых приёмов улучшения хозяйственно-ценных признаков растений, стартовали биологические испытания создаваемых в Институте лекарственных препаратов.

В 1992 году Институту было присвоено имя академика Ю.А. Овчинникова, стали регулярно проводиться чтения, посвящённые его памяти. В 2009 году состоялась международная конференция, посвящённая 75-летию со дня рождения академика Ю. А. Овчинникова, собравшая в Москве многих учёных с мировыми именами, включая лауреатов Нобелевской премии.

В 2017 году Институт возглавил академик Александр Габибович Габибов. В ИБХ РАН создается и активно работает Международный консультативный совет, члены которого - выдающиеся ученые со всего мира. Проводится структурная реорганизация, при которой лаборатории объединяются по схожим направлениям исследований в рамках отделов. В 2018 году на базе ИБХ РАН создаётся Центр Национальной Технологической Инициативы (ЦНТИ) для представления и внедрения биотехнологий, разработанных в Институте.

В январе 2020 года мир охватила пандемия, обусловленная коронавирусом SARS-CoV-2. Быстрые темпы распространения инфекции и тяжесть протекания болезни у пациентов поставили перед научным сообществом несколько важнейших задач. Одна из первоочередных - разработать системы обнаружения вируса у человека. ИБХ РАН принял активное участие в решении этой проблемы, и в результате совместно с Российской академией наук и ЦКБ РАН была разработана комплексная тест-система для раннего обнаружения антител к SARS-CoV-2. Другая, ещё более важная задача, - разработка вакцин и лекарств, позволяющих, если не полностью удалить вирус из популяции, то хотя бы значительно снизить его пагубные последствия в виде высокой смертности и различного рода осложнений у заболевших. Институт принял активное участие в работах и по этому направлению. Во-первых, ИБХ РАН, ПАО «Фармсинтез» и международная биофармацевтическая компания HiFiBio Therapeutics подписали соглашения, в рамках которых участники объединяют свои компетенции для проведения клинических испытаний, производства и поставок на российский рынок моноклонального антитела HFB30132A для лечения и профилактики коронавирусной инфекции COVID-19. Во-вторых, Министерством науки и высшего образования, Министерством промышленности и торговли, а также Министерством здравоохранения РФ Институту было поручено выполнение проекта разработки сред для выращивания клеточных линий по производству вакцины «Спутник V», которая в конце 2020 года была одобрена для массового применения в России, а затем и во многих других странах.

Таким образом, высокий уровень профессионализма сотрудников, имеющаяся приборная база, а также координация отделов и выстроенные механизмы работы внутри Института, позволяют успешно осуществлять научную деятельность по самым актуальным направлениям физико-химической биологии и биотехнологии, быстро отвечать современным вызовам времени и оставаться лидирующим институтом в России и мире.