Нужна ли биохимия как общий курс?

korendovych · 30.11.2005 22:14:01

В последнее (и не очень) время наметился сдвиг в сторону биохимии и молекулярной биологии. По сути химия выходит на биологический уровень. Стало возможным изучать взаимодействие ОЧЕНь больших молекул в ОЧЕНь сложных системах. Химические факультеты (такие как в Гарварде, например) уже меняют названия на Department of Chemistry and Chemical Biology. Не пора ли ввести общий курс Биохимия (на органике был спецкурс в мое время)?

Відредаговано korendovych (30.11.2005 22:14:36)

adsh · 30.11.2005 22:22:56

На органике всегда было разделение на "чисто органическую химию" и "химию природных соединений". В программах последней есть курсы, связанные и с биологией.

a_volkov · 02.12.2005 18:52:36

Сдвиг в сторону биохимии состоялся уже давно, теперь же она шагает семимильными шагами, вот только не на нашем факультете. Обратите внимание на тематическое распределение статей в Nature, Science или, скажем, Journal of the American Chemical Society (а ещё лучше, проследите динамику этого распределения за последние лет 20), и вы поймете, что мы живем в эпоху расцвета биохимии.

С середины 70-х, с развитием ДНК инженерии (в особенности клонирования и рекомбинантных технологий, позволяющих производить большие количества интересующих вас биомолекул за короткое время) и совершенствованием физметодов анализа, биохимия сформировалась в отдельную полноправную отрасль науки, перестав быть лишь частью хими и/или биологии.

К сожалению, отношение к этой науке на химфаке несерьезное. И причин, как мне видится, несколько.

Во-первых, как известно любому первокурснику, "все биологи - лохи, а мы, химики,- молодцы". Да и ругаем мы друг друга "биологами" за что ни попадя. Как любила выражаться мадам Пикашова, "в каждой шутке есть доля шутки".
Если вы не согласны с тем, что биологами становятся лишь те, которым не дано постичь премудрости химии (кстати, физики такого же мнения о химиках, что на мой "химический" взгляд, совсем незаслуженно), то я вам готов пожать руку. Если же нет, то переубеждать вас не собираюсь, и лишь скажу, что в биохимии 20% биологии и 80% химии.
Это биоХИМИЯ.

Если же вас смущает приставка "био", то можете о ней совсем забыть smile Хоть предмет исследования и происходит из, а подчас и составляет собой, живую клетку, часть функциональной системы, организм и т.п., методы его изучения все-таки химические. Вся биохимия основана на тех самых химических принципах, которые нам прививаются во все 5 лет обучения на химфаке. Именно поэтому неоднократно было замечено, что химику, пришедшему в биохимию, гораздо легче понять её специфику, чем биологу.

Во-вторых, студент химфака просто не имеет представления, что такое биохимия. А откуда ему знать? Курса не читают, книг толковых на пальцах одной руки сосчитать можно, к тому же и предыдущее рассуждение о биологах отбивает всякую охоту посмотреть что-нибудь в периодике или на сети. Это всё я по себе помню.
Тут кто-то упомянул о "био" спецкурсах на органике. Так это даже и не капля в море. В универе, где я аспирантурю, нормальный общий курс по биохимии рассчитан на 3-4 семестра (лекции+практикумы+семинары). Это для химиков; для тех, кто специализируется в биохимии, и того больше. И хочу вам заметить, что наш универ в биохимии не особо силен. То, что там читают, это минимум.

Наконец, в-третьих, кто-то спросит: "А на фига оно химику надо?" Отвечю односложно - ЭЛЕГАНТНО! С химической точки зрения в биохимии столько элегантности, что на всех хватит. Кто вы? Органик, неорганик, физхимик, аналитик? Вот вам небольшая зарисовка на тему биохимии.

Органику: Представляете себе SN1, SN2, различные реакции изомеризации, циклизации в воде при рН 7.0, при комнате? А отсутствие побочных реакций (значит выходы под 100%) не хотите? А 100%-ю региоселективность не желаете? Это биохимия.

Неорганику: Вообразите Fe(IV), Fe(V) с стабильностью в пару часов в воде при комнате? А связи металл-углерод при тех же условиях? А реакцию N2+3H2=2NH3, смещенную вправо всё в той же воде при комнате? А необычную геометрию координационных полиэдров металл-содержащих белков, с сумасшедшими спектроскопическими/каталитическими свойствами? Это биохимия.

Физхимику: Катализ со 100%-ой селективностью и константами катализа под 10е6-10е8 в секунду, в воде и при комнате при нейтральном рН? Нет проблем.

Аналитику: К примеру, как насчет флуорисцентных или электрохимических аналитических методов на органику со 100%-ой селективностью и нано-пикомолярным порогом определения? Пожалуйста. Пример: биосенсор на глюкозу. Посадили фермент на электрод, мокнули в каплю крови. В крови - глюкоза. На электрод подают ток, с него электроны скачут на фермент, и тот восстанавливает глюкозу. Меряют сколько тока ушло, говорят сколько сахара было.

Всё вышеупомянутое это так, крохи со стола. И не экзотика какая-нибудь. Особенно то, что "органику" и "физхимику", так это скорее правила чем исключения.

Вот и задайтесь вопросом, нужна ли химику биохимия...

Відредаговано a_volkov (05.12.2005 13:25:02)

korendovych · 02.12.2005 22:11:54

а время можно было взять, сократив курс ВМС - хороший курс - но 2 семестра общего курса для скорее прикладной дисциплины многовато. Для начала сделать 1 семестр ВМС, 1 семестр биохимии. И кроме того, методы характеризации биомолекул и полимеров во многом перекрываются.

korendovych · 04.12.2005 04:01:44

a_volkov написав раніше:

Неорганику: Вообразите Fe(IV), Fe(V) с стабильностью в пару часов в воде при комнате? А связи металл-углерод при тех же условиях? А реакцию N2+3H2=2NH3, смещенную вправо всё в той же воде при комнате? А необычную геометрию координационных полиэдров металл-содержащих белков, с сумасшедшими спектроскопическими/каталитическими свойствами? Это биохимия.

У меня на нитрогеназу, условный рефлекс smile Могу привести пример, своего рода case study. Думаю, будет достаточно показателен, в плане того, куда двигается неорганическая химия, и что сейчас интересно.

Нитрогеназа давно интересовала химиков. Еще бы! Аммиак при 1 атм, 25 С. В природе этот процесс очень хорошо отработан, но до сих пор все детали не ясны, можно почитать недавний обзор на тему кластеров атомов металлов в нитрогеназе (Chem. Rev. 2004, 104, 1159-1173). Структура кластеров, где проходит реакция, считалась более-менее установленой, и тут выходит статья в SCIENCE {297 (5587): 1696-1700 SEP 6 2002}, где утверждается на основе кристаллической структуры с разрешением 1.16 А, что в середине МoFe кластера находится атом азота.

Эта статья наделала шороху (я только что проверял, на нее уже сослались 161 раз, то есть в среднем приблизительно раз в неделю не нее кто-то ссылается). И вот несколько месяцев назад выходит статья (JACS 2005, 127, 12804), где на основе ESEEM и ENDOR утверждается, что нет там никакого азота. Думаю, будет продолжение дискуссии.

a_volkov · 05.12.2005 13:18:22

Вначале могло бы показаться, что присутствие азота - погрешность процесса кристаллизации. Например, белок кристаллизовался вприсутствии солей аммония (одна из стандартных методик), и одна из молекул там "застряла". Однако, согласно описанию в методах и материаллах, они кристаллизовали очень толково (а иначе в Science не напечатаешься), с использованием PEG/Tris.

Все-таки мне кажется, что азот в нитрогеназе - это "грязь". Хорошо известно, что степень чистоты белка часто зависит от метода его выделения. Две эти группы (Science/JACS) следовали различным методикам, что могло быть причиной разницы в чистоте продукта и следовательно, расхождения результатов. Однозначный ответ могла бы дать масс-спектроскопия. Разницу в аммоний увидеть несложно как в MALDI-TOFF так и в ESI режиме (второе в данном случае предпочтительнее).

В том, что продолжение дискуссии состоится, можно не сомневаться.

Відредаговано a_volkov (05.12.2005 13:21:19)

korendovych · 06.12.2005 03:52:00

Дело действительно темноватое, все пишут, что можно вставить MoFe кофактор в apo-protein и получить активный белок. Так что, я верю что если они (JACS) азот там действительно не видели, то там его и нет. И очистка металлосодержащих белков- дело непростое, кто знает, что там у них закристаллизовалось. Проблема с масс-спектрометрией - верхний предел определения, для электоспрея ~70 kDa, для MALDI-TOF ~350 kDa, это подходит, но на такой большой системе (220 кДа) ошибка будет минимум 10-15 Да. В любом случае, продолжение следует.

a_volkov · 06.12.2005 22:17:10

korendovych написав раніше:

Проблема с масс-спектрометрией - верхний предел определения, для электоспрея ~70 kDa, для MALDI-TOF ~350 kDa, это подходит, но на такой большой системе (220 кДа) ошибка будет минимум 10-15 Да. В любом случае, продолжение следует.

В таком случае, ESI и правда не пойдет. Я почему-то думал, что они ислледовали не весь белок, а только металл-содержащий "домейн" (cofactor-binding domain; как по-русски?).

korendovych · 06.12.2005 23:32:45

Вообще в нитрогеназе много чего непонятного, до сих пор строение интермедиатов (каковых там дожно там быть очень много) не установлено. Недавно тоже на эту тему появилась статья (JACS 2005, 127, 14960-14961). Тоже ENDOR/ESEEM смотрели.

Volga · 10.12.2005 05:00:44

korendovych написав раніше:

а время можно было взять, сократив курс ВМС - хороший курс - но 2 семестра общего курса для скорее прикладной дисциплины многовато. Для начала сделать 1 семестр ВМС, 1 семестр биохимии. И кроме того, методы характеризации биомолекул и полимеров во многом перекрываются.

Главный вопрос - кто будет читать биохимию? В идеале, это должен быть человек, реально работающий в этой области, следовательно, надо чуть ли не новую кафедру создавать.

Форум хімфаку КНУ

Оголошення

#1 30.11.2005 22:14:01

Нужна ли биохимия как общий курс?

#2 30.11.2005 22:22:56

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#3 02.12.2005 18:52:36

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#4 02.12.2005 22:11:54

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#5 04.12.2005 04:01:44

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#6 05.12.2005 13:18:22

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#7 06.12.2005 03:52:00

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#8 06.12.2005 22:17:10

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#9 06.12.2005 23:32:45

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

#10 10.12.2005 05:00:44

Re: Нужна ли биохимия как общий курс?

Низ форуму