Category Archives: Uncategorized
На перетині історії та сучасності: системний аналіз Нобелівських премій у дослідженнях Відділу науково-інформаційних та інноваційних досліджень
С. В. Комісаренко, В. М. Данилова*, О. П. Матишевська, М. В. Григор’єва
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: valdan@ biochem.kiev.ua
Отримано: 10 жовтня 2025; Виправлено: 28 жовтня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Представлено результати системних історико-наукознавчих досліджень проривних досягнень лауреатів Нобелівської премії в галузях хімії, фізіології та/або медицини. Аналіз охоплює увесь період існування цієї найпрестижнішої наукової відзнаки – від часу її заснування до сьогодення – і дозволяє визначити та оцінити вплив нобелівських відкриттів на розвиток сучасних знань і технологій. Особливу увагу приділено їхній ролі у розвитку медико-біологічних наук, або наук про життя, зокрема біохімії, молекулярної біології, імунології, генетики, генної інженерії та молекулярної медицини. Здійснений аналіз сприяє виробленню стратегії подальшого прогресу та визначенню пріоритетних напрямів у сфері медико-біологічних досліджень, а також забезпечує більш глибоке розуміння еволюції наукового знання в цілому.
Наукові досягнення відділу молекулярної біології у пізнанні стрес-залежних механізмів росту гліом
О. Г. Мінченко*, Ю. М. Вілецька, М. Ю. Слюсар, O. O. Хіта
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна Національної академії наук України, Київ;
*e-mail: ominchenko@yahoo.com
Отримано: 09 липня 2025; Виправлено: 25 липня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
З 2005 року у відділі молекулярної біології були розпочаті дослідження, направлені на вирішення ключових проблем біохімії та молекулярної біології з акцентом на виясненні молекулярних основ росту злоякісних пухлин, механізмів гіпоксичної регуляції, ролі альтернативного сплайсингу у механізмах регуляції експресії генів, а також фундаментального значення стресу ендоплазматичного ретикулума у підтриманні гомеостазу та розвитку патологічних станів, зокрема росту гліобластом, найбільш злоякісних пухлин головного мозку, що тяжко піддаються лікуванню. Показано, що експресія різних 6-фосфофрукто-2-кіназ/фруктозо-2,6-біфосфатаз (PFKFB), ключових регуляторів гліколізу, посилюється у різних злоякісних пухлинах і що PFKFB4 є маркером пухлинного росту. Встановлено, що рівень експресії PFKFB4 контролюється за гіпоксії HIF-залежним механізмом, а у промоторі ідентифікована специфічна до HIF послідовність, мутація якої повністю знімає гіпоксичну регуляцію гена PFKFB4. Ідентифіковані також численні сплайс-варіанти різних генів PFKFB та VEGFA. Встановлено, що пригнічення стресу ендоплазматичного ретикулума, зокрема його сигнального шляху ERN1, знижує проліферацію клітин гліобластоми змінюючи рівень експресії онкогенів, пухлинних супресорів, ензимів мітохондрій, а також рецепторів інсуліну і глюкокортикоїдів та залежних від них протеїнів. Виявлена важлива роль протеїнкіназної активності ERN1 у регуляції експресії різних генів і показано, що її пригнічення є причиною посиленої інвазивності клітин гліобластоми після нокдауну ERN1. Концентрується увага на ролі гормонів у контролі ефектів стресу ендоплазматичного ретикулума та гіпоксії, а також на неканонічних механізмах гіпоксичної регуляції експресії генів, її залежності від стресу.
Відділ нейрохімії з 1925 року до наших днів
Н. Крисанова, Н. Позднякова*
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ нейрохімії, Київ;
*e-mail: nataly.pozdniakova@gmail.com
Отримано: 11 червня 2025; Виправлено: 14 серпня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Описано діяльність відділу нейрохімії з 1925 року до сьогодні. Основними науковими напрямками досліджень відділу біохімії нервової системи до 1982 року були: вивчення хімічної топографії нервової системи; вивчення субклітинної та суборганоїдної локалізації нейроспецифічних протеїнів; дослідження впливу психотропних речовин на метаболізм азоту, вуглеводів та протеїнів у структурах нервової системи; вивчення мембранної організації та механізмів функціонування ензимних систем активного транспорту натрію, калію та кальцію в нервових клітинах. З 1982 року дослідження відділу зосереджені переважно на таких напрямках: біогенез мембранних та секреторних протеїнів; дослідження нейроспецифічних протеїнів; дослідження плазматичних мембран, що безпосередньо беруть участь у генерації та передачі нервових сигналів. З 2010 року дослідження відділу нейрохімії спрямовані на вирішення наступних актуальних проблем: з’ясування ролі структурної організації мембрани та ліпід-протеїнових взаємодій у регулюванні процесу передачі нервових сигналів; з’ясування ролі пресинаптичних рецепторів у регулюванні ключових етапів процесу нейротрансмісії та визначення шляхів модулювання системи рецепції нейромедіаторів; пошук та ідентифікація природних мембранотропних та нейроактивних сполук; аналіз молекулярних механізмів дії мембранотропних та нейроактивних препаратів; космічна біологія, а саме розробка методу визначення токсичності планетарного пилу; нанотехнології, а саме синтез та аналіз нейроактивного ефекту наночастинок; екологічна нейротоксикологія, а саме вивчення нейротоксичної дії забруднювачів навколишнього середовища та розробка шляхів подолання їх шкідливого впливу.
Історичний огляд досліджень відділу біохімії ліпідів: від перших гіпотез до з’ясування біологічної ролі N-ацилетаноламінів
Г. В. Косякова*, А. Г. Бердишев, Т. М. Горідько, В. М. Клімашевський,
О. Ф. Мегедь, О. С. Ткаченко, Н. Л. Кіндрук, О. В. Жуков, Н. М. Гула
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ біохімії ліпідів;
*e-mail: kosiakova@hotmail.com
Отримано: 09 червня 2025; Виправлено: 09 липня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
У відділі біохімії ліпідів Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України протягом 1988-2025 років було розроблено та запроваджено системний підхід щодо вивчення функціональної ролі ліпідів та дослідження ліпідому ссавців та людини. Було відкрито новий клас малополярних ліпідів – N-ацилетаноламінів (NAE) і проведено багатопланове детальне дослідження їх біологічної активності та функціональної ролі в організмі. Це дозволило відкрити низку нових механізмів регуляції життєво важливих процесів як в нормі, так і за різних патологічних станів. Актуальність цих досліджень полягає в тому, що вони дозволили не тільки поглибити фундаментальні знання в біології людини і тварин, але й привели до розробки низки фармакологічних засобів для терапії цілий ряду патологічних станів. Препарати пропонуються для використання при серцево-судинних захворюваннях, алергіях, опіках, цукровому діабеті І та ІІ типу, запальних процесах, при онкологічних захворюваннях, трансплантації органів, а також за хронічного та гострого стресу, наркоманії та алкоголізмі та посттравматичному стресовому розладі. Також розроблено засоби, що мають потужну антивірусну дію відносно вірусу грипу, гепатиту С, вірусу простого герпесу та коронавірусу. Ці засоби не мають побічних ефектів і захищені 19 патентами України. Наукові результати відділу біохімії ліпідів опубліковано у понад 200 наукових працях, представлені на більш ніж 130 закордонних та вітчизняних наукових форумах. В цій статті коротко розглядаються основні досягнення відділу біохімії ліпідів у вивченні біологічної дії NAE.
Протеїни плазміноген/плазмінової системи: різноманіття функцій в нормі та за патологічних станів
А. О. Тихомиров*, О. І. Юсова, Л. Г. Капустяненко, І. І. Паталах,
Т. А. Яценко, В. Л. Білоус, Т. В. Гриненко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ хімії та біохімії ферментів, Київ;
*e-mail: artem_tykhomyrov@ukr.net
Отримано: 20 квітня 2025; Виправлено: 02 червня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Плазміноген/плазмінова (Pg/Pm) система є ключовою ланкою різних біологічних процесів, таких як фібриноліз, ангіогенез, запалення, загоєння ран та пухлинний ріст. У представленому огляді узагальнено відомості про багатоаспектні функції протеїнів цієї системи за норми та патологічних станів, акцентовано увагу на історичних досягненнях, новітніх здобутках та внеску відділу хімії та біохімії ферментів у розуміння молекулярних механізмів їх функціонування. Нами досліджено механізми регулювання фібринолізу в контексті складних міжпротеїнових взаємодій за участі компонентів системи Pg/Pm, що поглиблює знання їх ключової ролі в підтриманні гемостатичного балансу. Реципрокні взаємодії між протеїнами системи Pg/Pm та тромбоцитами відіграють важливу роль у регулюванні тромбоутворення і фібринолізу, а також роблять внесок до розвитку запалення та ремоделювання судин. За онкологічних процесів протеїни системи Pg/Pm відіграють ключову роль у стимулюванні росту пухлин та метастазування, сприяючи ремоделюванню позаклітинного матриксу, ангіогенезу та виживанню ракових клітин. Проте, ангіостатини – протеолітичні фрагменти Pg/Pm – відомі як поліфункціональні поліпептиди, що пригнічують міграцію клітин, інгібують ангіогенез, запальні процеси, пухлинний ріст і метастазування. Залучення Pg/Pm у репаративні процеси, зокрема, загоєння ран, підкреслює їх значний терапевтичний потенціал у галузі регенеративної медицини. Крім того, досліджувані протеїни відіграють важливу роль у забезпеченні нормального функціонування ока, а порушення регуляції їх роботи може призводити до розвитку низки офтальмологічних захворювань. Отже, подальше дослідження функціонування протеїнів цієї універсальної системи має вирішальне значення для їх використання як діагностичних і прогностичних біомаркерів серцево-судинних захворювань, запальних процесів, злоякісних новоутворень, аутоімунних станів та різних ускладнень цукрового діабету й відкриває нові перспективи для раннього виявлення хвороб, розробки інноваційних терапевтичних стратегій і розвитку персоналізованої медицини.
Науковий поступ відділу біохімії вітамінів і коензимів Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України на шляху до молекулярної вітамінології
М. М. Великий, І. О. Шиманський, Т. М. Кучмеровська*, Ю. М. Пархоменко
Інститут біохіфмії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ біохімії вітамінів і коензимів, Київ;
*e-mail: tkuchmerovska@gmail.com
Отримано: 05 травня 2025; Виправлено: 08 липня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Сучасний прогрес молекулярної вітамінології ознаменований переходом на новий рівень більш глибокого розуміння молекулярних механізмів дії вітамінів та їх біологічно активних похідних як високоефективних сполук, що забезпечують контрольовану взаємодію регуляторних систем клітини та метаболічних процесів. Молекулярні механізми плейотропних ефектів гормонально активної форми вітаміну D3, кальцитріолу (1α,25(OH)2D3) реалізуються у тканинах-мішенях через рецептори вітаміну D3 (VDR), які присутні практично у всіх клітинах. Нами досліджно такі VDR-опосередковані ефекти, як модуляція активності факторів транскрипції NF-κB, NFAT, HIF-1, PPAR , залучення регуляторних шляхів за участі HIF-1α/VEGF та RANK/NF-κB, а також сигналювання через глюкокортикоїдні та мінералокортикоїдні рецептори, що відіграють ключову роль в реалізації протиоксидантного, протизапального та протиапоптичного захисту вітаміну D3 у нормі та за патології (остеопороз, нейодегенеративні порушення, асоційовані з глюкокортикоїд-індукованою нейротоксичністю та цукровим діабетом 2 типу). Досліджено механізми нейротропної дії вітаміну B3 (нітотинаміду) та похідного нікотинової та аміномасляної кислоти – нікотиноїл-ГАМК (N-GABA). Продемонстровано, що нікотинамід (NAm) гальмує розвиток діабетичної нейропатії шляхом зниження активності та рівня ензиму PARP-1, пригнічення його фрагментації та уникнення пошкоджень DNA у головному мозку, нормалізації рівня протеїнів SIRT1 і SIRT2 в ядрах нервових клітин. Одним із ефективних методичних підходів у наших дослідженнях стало вивчення тіамін-зв’язувальних протеїнів головного мозку та впливу дефіциту тіаміну на стан і експресію нейроспецифічних протеїнів. Сформульовано робочу гіпотезу щодо молекулярних механізмів участі вітаміну В1 у функціонуванні холінергічної ланки нервової системи, яка передбачає існування в нервових клітинах, крім пулу тіаміндифосфату (ThDP), що зв’язується з ThDP-залежними ензимами, також пулу похідних тіаміну, що швидко обмінюються та спряжені з метаболізмом ацетилхоліну. Наукові здобутки співробітників відділу розкривають терапевтичний потенціал вітамінів D3, В3, В1 та їх біологічно активних похідних у запобіганні розвитку нейродегенеративних ускладнень за різних патологічних станів та обґрунтовують наукові підходи створення нових вітамінних препаратів.
Відділ таємничої структури і численних функцій білка
В. О. Чернишенко*, В. І. Грищук
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділу структури та функції білка, Київ;
*e-mail: bio.cherv@gmail.com
Отримано: 02 липня 2025; Виправлено: 30 липня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Розвідку присвячено історії відділу структури та функції білка Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України. Окреслено основні наукові задачі та висвітлено здобутки. Зокрема описано роботи відділу щодо керування кровопостачанням пацієнта (РВМ), фундаментальних досліджень структури та функції фібриногену, створення прототипів антитромботичних засобів нового покоління, розробки діагностичних тестів та їхній апробації в медичній практиці. Окремо зосереджено увагу на винаходах та дослідженнях, спрямованих на вирішення нагальних соціальних проблем. Описано пошук шляхів запобігання наслідкам посттравматичного синдрому та коронавірусної хвороби. Зроблено акцент на важливості збереження безперервності наукових досліджень гемостазу, що забезпечує отримання унікальних наукових результатів та їх впровадження у практику.
Відділ біохімії м’язів: каліксарени як модулятори енергозалежних Са(2+)-транспортних насосів у гладеньких м’язах
С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ біохімії м’язів, Київ;
e-mail: kinet@biochem.kiev.ua
Отримано: 12 травня 2025; Виправлено: 18 червня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
У науково-історичному огляді, присвяченому новітнім здобуткам відділу біохімії м’язів Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, узагальнено результати міждисциплінарних досліджень внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу у гладеньких м’язах (на прикладі міометрія), виконаних на стику біохімії, фізичної та органічної хімії, біофізики, а також математичного й комп’ютерного моделювання. Підкреслено, що розглянуті в роботі вибрані калікс[4]арени проявляють селективну дію як інгібітори Mg2+,АТР-залежних кальцієвої та натрієвої помп (електроензими Са2+,Mg2+-АТPаза; Na+,K+-АТPаза) плазматичної мембрани гладеньком’язових клітин, що надає можливість для забезпечення керованої модуляції внутрішньоклітинного Ca2+-гомеостазу та скоротливої активності міометрія. Одержані дані також вказують на те, що вибрані калікс[4]арени можна розглядати як сполуки, що є доцільними для ефективного дослідження функціонування мітохондрій у гладеньком’язових клітинах, зокрема механізмів трансмембранного обміну Ca2+, закономірностей формування мембранного потенціалу та внеску цих субклітинних структур у контроль механокінетики циклу «скорочення–розслаблення». Показано, що деякі калікс[4]арени діють як ефектори АТРазної активності скоротливих протеїнів; вони протектують цю активність від інгібувального впливу іонів важких металів. Сукупність результатів, що були одержані, окреслює біохімічні підходи до тонкої регуляції кальцієвих потоків і скоротливості гладенького м’яза та підкреслює потенціал калікс[4]аренів як селективних «молекулярних платформ», корисних для дослідження фундаментальних і прикладних (у галузі біомедицини) проблем сучасної фізико-хімічної біології м’язів.
Біохімія – мова життя: сто років досліджень і відкриттів (передмова)
С. В. Комісаренко
Директор Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: svk@biochem.kiev.ua