Заработать на спиновой химии

Наука и технологии
Москва, 30.04.2012
«Эксперт» №17 (800)
Опираясь на открытие влияния магнитного момента ядра атома на химические реакции, российским ученым удалось создать задел для новых лекарств и средства для резкого увеличения производительности белковых фабрик

Рисунок: Константин Батынков

То, что у химических элементов бывают изотопы, то есть разновидности атомов одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре, известно еще с начала ХХ века. Долго считалось, что, поскольку химические свойства атомов зависят от числа электронов и их расположения в электронной оболочке атома, то химические свойства изотопов одинаковы. Именно поэтому все изотопы одного элемента находятся в одной клеточке Периодической системы Менделеева. Но в 1976 году группа российских ученых — академики РАН Анатолий Бучаченко, Ренад Сагдеев, Юрий Молин и другие — открыла эффект влияния магнитных моментов ядер атомов, участвующих в реакции, на протекание химических реакций, который получил название «магнитный изотопный эффект». Оказалось, что химические свойства или, точнее говоря, реакционные способности, изотопов одного и того же элемента с разными магнитными моментами могут существенно отличаться. Атомы изотопов имеют разный магнитный момент, поскольку он является суммой магнитных моментов, входящих в ядро атома, протонов и нейтронов, который порождается их спином.

«Реакционная способность химически тождественных спин-несущих реагентов сильно зависит от того, содержат эти реагенты магнитные или немагнитные, бесспиновые, ядра, — объясняет в одной из своих статей академик Бучаченко. — Это означает ядерно-спиновый контроль химических реакций — уникальное явление, когда магнитный момент ядра (а не его масса) управляет химией».

Исследования влияния магнитного изотопного эффекта на биохимические реакции, проведенные ведущим научным сотрудником Института химической физики РАН, заместителем заведующего кафедрой медицинских нанобиотехнологий Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н. И. Пирогова доктором биологических наук Дмитрием Кузнецовым совместно с академиком Бучаченко, показали, что этот тонкий физико-химический эффект можно использовать в том числе и для лечения различных заболеваний, влияя на те биологические процессы в человеческом организме, в которых ключевую роль играют магнитные изотопы магния.

Объясняя сложный химический механизм, Кузнецов повторяет слова выдающегося американского физика Ричарда Фейнмана: «Химия — это самая сложная физика, поэтому физики отдали ее химикам».

Невидимый изотопный колледж

Еще в 1990-е годы Дмитрий Кузнецов, врач по образованию, работал биохимиком и занимался проблемами энзимологии, то есть изучением структур и эффективности ферментов, используя радиоактивные изотопы в качестве радиоактивных меток аминокислот, включаемых в состав белков, — чтобы потом за судьбой этих белков наблюдать. «И меня, — говорит Кузнецов, — заинтересовал вопрос, не влияет ли внедрение таких меток на функции белка. Поскольку моих знаний для ответа на этот вопрос не хватало, я обратился за консультациями к специалистам-химикам, которые познакомили меня с работами академика Бучаченко». Это было начало 2000-х. Кузнецов только вернулся из достаточно длительной заграничной командировки и устроился на работу

У партнеров

    «Эксперт»
    №17 (800) 30 апреля 2012
    Церковь и общество
    Содержание:
    Повод начать разговор

    Череда скандалов вокруг РПЦ пустила процесс развития отношений церкви и общества по неправильному, ущербному пути. Действительно содержательные проблемы уступили место совершенно надуманным

    Международный бизнес
    Экономика и финансы
    Потребление
    На улице Правды
    Реклама