Команда вчених з Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна працює сьогодні над реалізацією проєкту “Індикатори на основі похідних хромону для флуоресцентного визначення активності β-глюкозидаз». Ця тема має величезне значення й для науки, й для економіки. Розробка флуоресцентних індикаторів для визначення активності ферменту β-глюкозидази дозволить швидше і точніше діагностувати злоякісні утворення без гістологічних досліджень, контролювати якість річкової води, оцінювати відновлення родючих ґрунтів та утворення органічного палива з відходів виробництв.
Проєкт переміг у конкурсі Національного фонду досліджень України “Підтримка досліджень провідних і молодих учених» у 2020 році й отримав грантове фінансування.
Керівник проєкту – провідний науковий співробітник відділу фізико-органічної хімії, в.о. директора НДІ хімії університету імені В.Н. Каразіна Олександр Рошаль. Олександр Давидович – автор сотень робіт із фотохімії й фотофізики органічних молекул, електронної спектроскопії синтетичних барвників і біохромів, фізичної хімії флавоноїдів тощо. Запитуємо у вченого: чому обрали для конкурсу саме цю тему, в чому суть роботи та як просунулися у виконанні проєкту?
Не спіткнутися на впровадженні
Дослідник каже: «Обрали цю тему, оскільки вона надзвичайно важлива й для фундаментальної науки, й для економіки. Окрім цього, вчені вже мають суттєві напрацювання в цьому напрямку та схвальні оцінки міжнародної наукової спільноти і впевнені – все вдасться.
До речі, за звичних (старих) принципів фінансування ця ідея не мала б шансів на життя (кошти і спонсорів знайти було б просто нереально). Через брак фінансування, недосконалої роботи інкубаторів та інших причин більшість наукових досліджень “застигають” на стадії впровадження».
– Саме тому грантове фінансування від НФДУ є таким важливим, – наголошує пан Олександр. – Ми обрали проєкт, результати якого можна буде використати в різних прикладних галузях, – і саме державне фінансування є гарантією того, що ідею вдасться реалізувати.
Ще одним аргументом на користь цієї теми став високий рівень науковців у відділі фізико-органічної хімії. Усі стадії проєкту, за розрахунками вчених, можуть бути виконані у відділі без залучення субпідрядників. Це суттєво спростило підготовку документації й зекономило час.
Команда харків’ян складається з трьох досвідчених дослідників та чотирьох молодих учених. До фізико-хімічної групи, наприклад, входить відомий дослідник Олександр Кириченко (він відповідає за квантово-хімічний і молекулярно-динамічний дизайн флуоресцентних флавоноїдів). А “синтетичну” групу очолює спеціаліст з синтезу гетероциклічних сполук Євген Гладков. Колеги називають Євгена Станіславовича “головним кухарем” проєкту, оскільки саме його група синтезує напівпродукти, глюкозиди та аглікони флавоноїдів.
Почати варто було з банкету, але робота, як завжди, перемогла
Звістку про перемогу в конкурсі дослідники зустріли з радістю та величезним ентузіазмом. Утім, на запитання “З чого почали роботу?”, вчений лише посміхається. Жартує: треба було б почати з “банкету”, але почали, як завжди, з роботи. Не чекаючи надходження перших коштів, вирішили негайно розпочати підготовку та ретельне планування роботи. Рішення виявилося правильним: незважаючи на скорочення терміну виконання проєкту на 2020 рік, всі заплановані роботи виконано вчасно.
Що ж це за чудо-індикатори, про які йде мова?
Олександр Давидович розповідає про них із захопленням. Каже: «Усі хімічні процеси в живих організмах відбуваються завдяки спеціальним каталізаторам – ферментам. Ферменти групи β-глюкозидаз відповідають за відщеплення глюкози від інших активних сполук. Зокрема, допомагають перетворювати крохмаль або глікоген (що є харчовими запасами клітин) в глюкозу.
Велика кількість біологічно активних сполук, наприклад, флавоноїдів, знаходиться у рослинах у вигляді так званих агліконів, або їхніх сполук із глюкозою – глікозидів. Ідея створення нових індикаторів базується на тому, що аглікони і глікозиди флавоноїдів мають різні спектральні властивості: аглікони мають інтенсивну флуоресценцію, а глікозиди не випромінюють світла. β-глюкозидази відщеплюють глюкозу і перетворюють глікозиди на аглікони. Відтак, зі сполуки, що не світиться, утворюється інша, яка випромінює світло».
Створення глікозидів флавоноїдів, які можна буде використовувати для оцінки активності β-глюкозидаз завдяки випроміненню та швидкості загоряння флуоресценції, і є метою роботи харків’ян. Ці нові індикатори і можуть стати в пригоді у фундаментальній науці, а також – у медицині, екології, сільському господарстві, енергозбереженні тощо.
До речі, для отримання подібного ефекту вчені у світі вже намагалися використати інші сполуки – кумарини та флуоресцеїни, але на заваді стали певні властивості цих сполук, результати досліджень виявилися недосконалими і, відповідно, широко впроваджені не були.
Взявся за гуж – не кажи, що не дюж
Проєкт розрахований на три роки, заплановане фінансування – вісім мільйонів гривень. На сьогодні вчені синтезували вихідні продукти та напівпродукти для отримання флавоноїдів (результати роботи описано в науковій статті, яка вийшла в рейтинговому міжнародному журналі, нині готується до друку ще одна). Також розпочато синтез цільових продуктів-агліконів, отримано шість флавоноїдів, підтверджено їхні структури. Триває синтез ще восьми сполук.
Запитую Олександра Давидовича і про труднощі, з якими зіткнулася його команда. Каже: «Створили надто насичений план досліджень, запланували доволі великий обсяг синтетичної та експериментальної роботи. В умовах скорочення термінів реалізації проєкту виконувати цей план було непросто. Тому командам, які планують взяти участь у наступному конкурсі проєктів, учений радить прогнозувати більш збалансовані показники (ставити перед собою великі цілі, але все ж, не геройствувати).
Утім, своїх насичених планів, попри все, харківські вчені дотримуються неухильно. Дослідники впевнені: наукові відкриття “виростають” з наполегливості, впертості та щоденної праці.
Учені також сподіваються, що хибна практика “економії” на науці у нашій країні залишиться в минулому. Фінансувати дослідження вигідно державі, адже, якщо рухатиметься вперед наука, то й економіка не відставатиме!
Світлана ГАЛАТА
