ЛАБОРАТОРИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСНОВ РЕЦЕПЦИИ

Лаборатория физико-химических основ рецепции

Заведующий – академик РАН, доктор биологических наук, профессор Островский Михаил Аркадьевич

Телефон: (499) 135-70-73

Выпускник Биологического факультета МГУ. Зав. кафедрой молекулярной физиологии Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова. Президент Физиологического общества им. И.П. Павлова. Главный редактор журнала «Сенсорные системы» РАН,  член редколлегии ряда российских и международных журналов. Представитель Российской Академии Наук в Международной организации по изучению мозга (IBRO). Лауреат двух Премий Правительства РФ: в области образования за учебник «Физиология человека» (2005) и в области науки и техники за «Научное обоснование, разработку и внедрение в офтальмологическую практику искусственных хрусталиков с естественной окраской» (2006). Золотая медаль имени И. М. Сеченова Российской Академии Наук (2004) за работы в области молекулярной физиологии зрения. Премия Российской Академии Наук имени академика Ю. А. Овчинникова за работы в области исследования зрительного пигмента родопсина (2012). «Заслуженный профессор Московского Университета». Государственные награды: Орден Почёта, Орден Дружбы, Медаль «Жителя блокадного Ленинграда».

Руководитель 5 докторских и более 25 кандидатских диссертаций. Опубликовано 4 монографии и около 400 статей в международных и российских научных журналах.

Область научных интересов - молекулярная и сравнительная физиология и биофизика зрения (сетчатка, ретинальный пигментный эпителий и хрусталик глаза).

 

Основные направления исследований

  • фотохимия зрительного пигмента родопсина,
  • механизмы фототрансдукции,
  • механизмы повреждающего действия света на сетчатку и ретинальный пигментный эпителий, системы защиты от опасности такого повреждения,
  • механизмы поддержания прозрачности хрусталика и его помутнения (катарактогенеза).

 

Лаборатория была основана в 1972 году в Институте химической физики АН СССР, в Отделе кинетики химических и биологических процессов (рук. Отдела – академик Н. М. Эмануэль) на базе группы, переведённой в 1970 г. в Институт химической физики из Института высшей нервной деятельности АН СССР. За прошедшие десятилетия тематика лаборатории в области молекулярной физиологии и биофизики зрения расширялась.  

 

В результате фундаментальных исследований в лаборатории:

- показана связь между обесцвечиванием зрительного пигмента родопсина и ферментативными реакциями;

- получены новые данные о спектральных характеристиках, фотохимических (в том числе о фотообратимой реакции родопсина в фемто-и пикосекундной шкале времени), конформационных и электрических процессах в молекуле зрительного пигмента родопсина;

- развито представление об уязвимости структур глаза к световому повреждению (в частности, впервые обнаружена способность липофусциновых гранул к генерации активных форм кислорода);

- исследованы физиологические системы защиты сетчатки и ретинального пигментного эпителия от опасности фотоповреждения (в том числе показана антиоксидантная роль экранирующих пигментов – меланосом позвоночных и оммохромов беспозвоночных животных);

- показана роль альфа-кристаллина как шапероноподобного белка в защите хрусталика глаза от опасности фотоповреждения (а именно от опасности ультрафиолет-индуцированной агрегации бета-и гамма-кристаллинов) (фотокатарактогенеза).

 

На основе этих фундаментальных исследований:

- созданы и внедрены в широкую офтальмологическую практику новые оптические средства защиты глаза от светового повреждения, в первую очередь искусственные хрусталики глаза (интраокулярные линзы) с естественной желтоватой спектральной окраской;

- созданы новые препараты:  антикатарактальный препарат с шапероноподобными и антиоксидантными свойствами,   новый и более эффективный, чем хорошо известный антиоксидант «Мексидол», антиоксидант «Оксибиол», обладающий выраженными фотопротекторными свойствами; предложены и внедрены в офтальмологическую практику новые методы диагностики аутоиммунных глазных заболеваний.

 

Состав лаборатории

  1. Островский М.А. зав.лаб., д.б.н., проф., академик РАН
  2. Коновалова Р.К. переводчик
  3. Зак П.П.        в.н.с., д.б.н.
  4. Трофимова Н.Н. н.с., к.б.н.
  5. Донцов А.Е. в.н.с., д.б.н.
  6. Сакина Н.Л. с.н.с., к.б.н.
  7. Фельдман Т.Б. с.н.с. д.б.н.
  8. Смитиенко О.А. н.с.
  9. Яковлева М.А. н.с., к.б.н. 
  10. Поплинская В.А. м.н.с., к.б.н. 
  11. Шелякин П.В. м.н.с.
  12. Сережникова Н.Б. м.н.с.
  13. Надточенко В.А. с.н.с., д.х.н.
  14. Лисицына Е.С. м.н.с., к.б.н.
  15. Кудрявцев А.В. м.н.с.

 

15 избранных публикаций:

Статьи:

  1. Ostrovsky M.A. Light-induced changes in the photoreceptor membrane. //In: "Membrane Transport Processes". Ed. by Yu.A. Ovchinnikov, D. Tosteson, Latorre. Raven Press, New York. 1978. V. 2. P. 217 – 243

 

  1. Погожева И.Д., Кузнецов В.А., Лившиц В.А., Федорович И.Б., Островский М.А. Фотоиндуцированные изменения в гидрофильной области молекулы родопсина. Исследование методом ЭПР-спектроскопии с переносом насыщения. //Биологические мембраны. 1985a. Т. 2. №. 9. С. 880 – 896; Конформационная подвижность и взаимодействие доменов родопсина. //Биологические мембраны. 1985b. Т. 2. №. 9. С. 897 – 905.

 

  1. Ostrovsky M.A., Sakina N.L., Dontsov A.E. An antioxidative role of ocular screening pigments. //Vision Res., 1987. V. 27. No. 6. P. 893-899.

 

  1. Boulton M., Dontsov A., Jarvis-Evans J., Ostrovsky M., Svistunenko D. Lipofuscin is a photoinducible free radical generator. //J. Photobiol. B: Biol., 1993. V. 19. P. 201-204.

 

  1. Dontsov A.E., Fedorovich I.B., Lindström M., Ostrovsky M.A. Comparative study of spectral and antioxidant properties of pigments from the eyes of two Mysis relicta (Crustacea, Mysidacea) populations, with different light damage resistance. //J. Physiol. B, 1999. V.169. No.3. P.157-164.

 

  1. P.Zak, Ostrovsky M.A., Bowmaker J.K. Ionochronic properties of long-wave-sensitive cones in the goldfish retina: an electrophysiological and microspectrophotometric study. //Vision research, 2001 V. 41, P.1755-1763.

 

  1. Ostrovsky M.A., Sergeev Yu.V., AtkinsonB., Soustov L.V., Hejtmancik J.F. Comparison of ultraviolet induced photo-kinetics for lens-derived and recombinant beta-crystallins. //Molecular Vision, 2002; 8: http://www.molvis.org/molvis/v8/a10/

 

  1. V.Sergeev, L.V.Soustov, E.V.Chelnokov, N.M.Bityurin, P.T. Wingfield, M.A.Ostrovsky, J.F.Hejtmancik Increased sensitivity of N-terminal extension truncated recombinant bA3-crystallin to UV ligth induced photo-aggregation. //Invest. Ophthal. Vis.Sci. 2005. Vol.46. No.9. P.3263-3273.

 

  1. Jokela-Määttä, M., Pahlberg, J., Lindström, M., Zak, P.P., Porter, M., Ostrovsky, M.A., Cronin, T.W., and Donner, K. Visual pigment absorbance and spectral sensitivity of the Mysis relicta species group (Crustacea, Mysida) in different light environments. //J. Comp Physiol A 191:1087-1097. 2005.

 

  1. S. Sokolov, E.A. Sokolenko, A.V. Sokolov, A.E. Dontsov, Yu. A. Chizmadzhev, M.A. Ostrovsky.

Interaction of  pyridinium bis-retinoid (A2E) with bilayer lipid  membranes.

//Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 86 (2007), 177-185.

 

  1. М.Н. Мозговая, О.А. Смитиенко, И.В. Шелаев, Ф.Е. Гостев, Т.Б. Фельдман, В.А. Надточенко, О.М. Саркисов, М.А. Островский. Фотохромизм зрительного пигмента родопсина в фемтосекундной шкале времени: когерентное управление фотоизомеризацией хромофора ретиналя. //ДАН. 2010. Т. 435. № 2. С. 1-5.

 

  1. М.А. Островский, Т.Б. Фельдман. Химия и молекулярная физиология зрения: светочувствительный белок родопсин. //Успехи химии. 2012. Т. №11. С. 1071-1090.

 

  1. Nikolai Belikov, Marina Yakovleva, Tatiana Feldman, Olga Demina, Andrei Khodonov, Magnus Lindstrom, Kristian Donner, Mikhail Ostrovsky. Lake and Sea Populations of Mysis relicta (Crustacea,Mysida) with Different Visual-Pigment Absorbance Spectra Use the Same A1 Chromophore. // PLoS ONE, 2014, том9, № Issue 2 | e88107, с. 1-8.

 

  1. Olga Smitienko, Victor Nadtochenko, Tatiana Feldman, Maria Balatskaya, Ivan Shelaev, Fedor Gostev, Oleg Sarkisov and Mikhail Ostrovsky. Femtosecond laser spectroscopy of the rhodopsin photochromic reaction: a concept for ultrafast optical molecular switch creation. // Molecules, 2014, 19, N 11, 18351-18366.

 

  1. Tatiana B. Feldman, Marina A. Yakovleva, Patimat M. Arbukhanova, Sergey A. Borzenok, Alexey S. Kononikhin, Igor A. Popov, Evgeny N. Nikolaev, Mikhail A. Ostrovsky. Changes in spectral properties and composition of lipofuscin fluorophores from human retinal pigment epithelium with age and pathology. // Analytical and Bioanalytical Chemistry. V. 407, N 4, P. 1075-1088.

 

Монографии:

Каламкаров, М.А. Островский Молекулярные механизмы зрительной рецепции. //Наука, М. 2002. С.1-280.

 

Зак П.П., Егорова Т.С., Розенблюм Ю.З., Островский М.А. Спектральная коррекция зрения: научные советы и практические приложения. //Научный мир, Москва. 2005. С. 1 – 190.

 

М.А. Островский Актуальные направления современной науки о мозге. //Издательство Московского университета. 2010. С. 1 – 31.

 

К.О. Муранов, М.А. Островский. Молекулярная физиология и патология хрусталика глаза. //Москва, ТОРЕС ПРЕСС. 2013. С. 1 – 304.

ЛАБОРАТОРИЯ ФОТО- И ХЕМИЛЮМИНИСЦЕНТНЫХ ПРОЦЕССОВ

Лаборатория фото- и хемилюминисцентных процессов

Заведующий - д.х.н. Трофимов Алексей Владиславович

Телефон: (495) 939-73-58

 email: avt_2003@mail.ru

А.В. Трофимов - выпускник МФТИ (1988) и аспирантуры МФТИ (1991), кандидат физ.-мат. наук (1991, научные руководители - д.ф.-м.н., профессор Р.Ф. Васильев и к.ф.-м.н. В.А. Беляков), доктор хим. наук (2005). Работает в ИБХФ РАН с момента основания института в 1996 г., до этого времени работал в ИХФ АН СССР / РАН, начиная с 1988 г. С 1994 по 2002 гг. - postdoctoral fellow (научный руководитель - профессор В. Адам), приглашенный ученый и приглашенный профессор Вюрцбургского университета (Германия). Лауреат премий Европейской Академии (Academia Europaea, 1999) и Фонда содействия отечественной науке (в номинации “доктора наук РАН”, 2007). Области научных интересов - химическая и биохимическая физика, физико-органическая химия, молекулярная фотоника, хеми- и биохемилюминесценция, биологически значимые свободнорадикальные процессы и биоантиоксиданты.

Основные направления исследований

  • Физические аспекты генерации и переноса электронного возбуждения в хемилюминесцентных системах;
  • Органическая фотохимия и фотофизика;
  • Перенос электрона в хемилюминесцентных процессах;
  • Хемилюминесценция в органических реакциях;
  • Химические модели биолюминесценции;
  • Хемилюминесценция в неорганических процессах;
  • Аналитические применения хемилюминесценции;
  • Свободнорадикальные и окислительные процессы;
  • Антиоксиданты и биоантиоксиданты;

 

Основа научных направлений лаборатории возникла Химфизике еще на рубеже 1950-х/1960-х годов, когда были начаты систематические исследования хемилюминесценции в органических процессах, продолжающиеся и по сей день. Бóльшая часть этих пионерских работ была выполнена Р.Ф. Васильевым, А.А. Вичутинским, О.Н. Карпухиным, Л.М. Постниковым и В.Я. Шляпинтохом [см. например, V.Ja. Shliapintokh, R.F. Vasil’ev, O.N. Karpukhine, L.M. Postnikov, L.A. Kibalko, J. Chim. Phys. 1960, 57, 1113-1122; R.F. Vasil’ev, A.A. Vichutinskii, Nature 1962, 194, 1276; R.F. Vasil’ev, Progr. React. Kinet. 1967, 4, 305-352]. Возникшее в те годы направление быстро переросло в обширную область знаний о превращении химической энергии в свет (V.A. Belyakov, R.F. Vassil’ev, Photochem. Photobiol. 1967, 6, 35-40) и придало импульс развитию современных хемилюминесцентных и биолюминесцентных методов для практических приложений в многочисленных областях химии, биологии и медицины. Кроме того, темновой способ генерации электронного возбуждения в хемилюминесцентных процессах послужил удобным инструментом для фотофизики. Так, возможность селективно генерировать триплетные состояния карбонилов – продуктов окислительных взаимодействий ‑ впервые позволила обнаружить в жидких средах триплет-синглетный перенос энергии [R.F. Vasil’ev, Nature 1962, 196, 668; R.F. Vasil’ev, Nature 1963, 200, 773], фундаментальное явление природы, которое сразу же нашло методические приложения. Генерация возбужденных карбонильных соединений в окислительных процессах с испусканием света послужила основой и для создания тонких хемилюминесцентных методов исследования антиоксидантов и биоантиоксидантов (V.A. Belyakov, G.F. Fedorova, R.F. Vasil’ev, J. Photochem. Photobiol. 1993, 72, 73-81; V.A. Belyakov, V.A. Roginsky, W. Bors, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2 1995, 2319-2326; G.F. Fedorova, A.V. Trofimov, R.F. Vasil’ev, T.L. Veprintsev, ARKIVOC 2007, № 8, 163-215). Среди наиболее значимых направлений работ лаборатории следует упомянуть также исследование необычного явления хемилюминесценции, создаваемой светом (Р.Ф. Васильев, Ю.Б. Цаплев, Успехи химии 2006, 75, 1103-1118), фундаментального явления электронообменной люминесценции, лежащего в основе биолюминесцентных процессов (W. Adam, M. Matsumoto, A.V. Trofimov, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8631-8634; Adam W., Trofimov A.V. Contemporary trends in dioxetane chemistry. In: The Chemistry of Peroxides, Ed. Z. Rappoport, V. 2, Part 2, Patai Series: The Chemistry of Functional Groups, 2006, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, Chapter 15, 1171-1209), многочисленные работы по органической фотохимии (W. Adam, C. Librera, A.V. Trofimov J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11936-11939; W. Adam, M. Diedering, A.V. Trofimov, J. Phys. Org. Chem. 2004, 17, 643-655; Ю.Б. Цаплев, Р.Ф. Васильев, Химия высоких энергий 2006, 40, 201-207), хемилюминесценции в  важных неорганических процессах (Ю.Б. Цаплев, Р.Ф. Васильев, А.В. Трофимов, Химия высоких энергий 2014, 48, 230-235; Ю.Б. Цаплев, Р.Ф. Васильев, А.В. Трофимов, Ж. физ. химии 2015, 89, 1038–1042) и созданию новых экспериментальных методов (Ю.Б. Цаплев, Ж. аналит. химии 2009, 64, 313-317; Ю.Б. Цаплев, Ж. физ. химии 2011, 85, 1371-1376; Yu.B. Tsaplev, R.F. Vasil’ev, A.V. Trofimov, Luminescence 2014, 29, Supl. 1, 49).

 

Состав лаборатории

 

Васильев Ростислав Федорович, г.н.с., д.ф.-м.н., профессор;

Вепринцев Тимур Львович, м.н.с;

Малиевский Александр Дмитриевич, с.н.с., к.х.н.;

Наумов Владимир Владимирович, с.н.с., к.х.н.;

Трофимов Алексей Владиславович; зав. лаб., д.х.н.;

Федорова Галина Федоровна, с.н.с., к.ф.-м.н.;

Цаплев Юрий Боросович, с.н.с., д.т.н.;

Яблонская Ольга Игоревна, н.с., к.б.н.;

 

15 избранных публикаций

 

Trofimov A.V., Vasil’ev R.F., Mielke K., Adam W. Energy transfer-enhanced chemiluminescence of adamantanone (n,p*) and ester (p,p*) singlet and triplet excited states in the thermolysis of silyloxyaryl-substituted spiroadamantyl dioxetanes. Photochemistry and Photobiology 1995, 62, 35-43.

Adam W., Bronstein I., Edwards B., Engel T., Reinhardt D., Schneider F.W., Trofimov A.V., Vasil’ev R.F. Electron exchange luminescence of spiroadamantane-substituted dioxetanes triggered by alkaline phosphatase. Kinetics and elucidation of pH Effects. Journal of the American Chemical Society 1996, 118, 10400-10407.

Belyakov V.A., Vasil’ev R.F., Trofimov A.V., Fedorova G.F. Extremely efficient antioxidants evolved into environment from aging polymeric materials: Chemiluminescence monitoring. NATO Adv. Sci. Inst. Series, Series 3: High Technology 1997, 27, 233-250.

Adam W., Bronstein I., Trofimov A.V. Solvatochromic effects on the electron exchange chemiluminescence (CIEEL) of spiroadamantyl-substituted dioxetanes and the fluorescence of relevant oxyanions. Journal of Physical Chemistry A 1998, 102, 5406-5414.

Adam W., Bronstein I., Trofimov A.V., Vasil’ev R.F. Solvent-cage effect (viscosity dependence) as a diagnostic probe for the mechanism of the intramolecular chemically initiated electron-exchange luminescence (CIEEL) triggered from a spiroadamantyl-substituted dioxetane. Journal of the American Chemical Society 1999, 121, 958-961.

Adam W., Trofimov A.V. Viscosity as an experimental tool in studying the mechanism of stereoselective and product-selective chemical transformations through frictional impositions. Accounts of Chemical Research 2003, 36, 571-579.

Adam W., Librera C., Trofimov A.V. Stereochemical memory versus Curtin-Hammett behavior in the rearrrangement of 1,3-cyclopentanediyl radical cations derived from housanes through structural effects on conformational control. Journal of the American Chemical Society 2003, 125, 5741-5744.

Цаплев Ю.Б., Васильев Р.Ф. Природа хемилюминесценции фотолизованных растворов антрона. Журнал физической химии 2006, 80, 795-798.

Васильев Р.Ф., Малиевский А.Д. Эволюция порядков связей в обратимой реакции алкиленоксидов с R-b-гидроксиалкилсульфидами. Роль межмолекулярной водородной связи в инициировании и промежуточных стадиях реакции. Кинетика и катализ 2009, 50, 542-550;

Fedorova G.F., Menshov V.A., Trofimov A.V., Vasil’ev R.F. Facile chemiluminescence assay for antioxidative properties of vegetable lipids: Fundamentals and illustrative examples. Analyst 2009, 134, 2128–2134.

Васильев Р.Ф., Трофимов А.В., Цаплев Ю.Б. Хемилюминесценция индола и его производных. Успехи химии 2010, 79, 91-103.

Васильев Р.Ф., Вепринцев Т.Л., Долматова Л.С., Наумов В.В., Трофимов А.В., Федорова Г.Ф., Цаплев Ю.Б. Кинетика окси-хемилюминесценции этилбензола в присутствии антиоксидантов из тканей морского беспозвоночного Eupentacta fraudatrix. Оценка содержания и реакционной способности природных антиоксидантов. Кинетика и катализ 2014, 55, 157-162.

Цаплев Ю.Б., Васильев Р.Ф., Трофимов А.В. Роль хемивозбужденных частиц в восстановлении перманганата калия лимонной кислотой. Исследование спектрофотометрическим и хемилюминесцентным методами. Химия высоких энергий 2014, 48, 371-375.

Цаплев Ю.Б., Васильев Р.Ф., Трофимов А.В., Хемилюминесценция в реакциях восстановления марганца(III) молочной кислотой. Двухэлектронный механизм хемивозбуждения, Химия высоких энергий 2015, 49, 356-361.

Slavova-Kazakova A.K., Angelova S.E., Veprintsev T.L., Denev P., Fabbri D., Dettori M.A., Kratchanova M., Naumov V.V., Trofimov A.V., Vasil'ev R.F., Delogu G., Kancheva V.D., Antioxidant potential of curcumin-related compounds studied by chemiluminescence kinetics, chain-breaking efficiencies, scavenging activity (ORAC) and DFT calculations, Beilstein Journal of Organic Chemistry 2015, 11, 1398-1411.

Яндекс.Метрика