№09 сентябрь 2025

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Неприметные живые фабрики

Кандидат химических наук Антон Миндубаев, Федеральный исследовательский центр Казанского научного центра РАН

Знакомясь с трудами по химии природных соединений, невольно замечаешь следующее. Нередко подобные работы посвящены поиску отличий химии, изучающей природные вещества, от органической и неорганической химии, которые, в свою очередь, исследуют продукты переработки полезных ископаемых. Как правило, делается акцент на сложности природных структур и трудности их синтеза. Чтобы представить, насколько сложен синтез подобных молекул, можно вспомнить о работах выдающегося американского химика, нобелевского лауреата Роберта Вудворда, который синтезировал хлорофилл и кобаламин (витамин B12). Синтез хлорофиллов он завершил в 1960 году, начав его в 1956-м. Для воссоздания сложнейшей структуры зелёного вещества листьев понадобилось более 20 этапов. Ещё больше времени Вудворд затратил на синтез витамина В12. К данной работе он приступил в 1961 году, а закончил её и опубликовал в 1973-м. Синтез включал почти 100 стадий, каждая из которых тщательно планировалась и анализировалась. Оба блестящих исследования выполнены исключительно для демонстрации могущества науки, никакого практического значения они не имели, но стали поворотным пунктом в развитии органической химии. Нобелевскую премию Вудворду дали по совокупности работ за синтез многих природных соединений. Но именно синтезы кобаламина и хлорофилла были самыми трудными и потому вошли в историю науки.

Красная водоросль A. armata — природный продуцент четырёххлористого углерода. Этот опасный метаболит водоросль вырабатывает в качестве защитного механизма от хищников. С его помощью она отпугивает травоядных и предотвращает биообрастание. Водоросль обычно развивается на каменистых днищах на глубине около 40 м. Фото из статьи: Neto A. I. A., Prestes A. C. L. et. al, (2020). Biodiversity Data Journal 8: e57510, CC BY 4.0.

Изначально органическая химия занималась изучением соединений на основе углерода, присутствующих в живых организмах. В ХХ веке, по мере роста добычи полезных ископаемых, акцент начал смещаться. Органическая химия стала изучать нефть, природный газ, горючие сланцы, а также бесчисленные продукты их переработки. Причина проста — большинство органических веществ рентабельнее получать из нефти и природного газа, чем, например, из растений. В результате дисциплине, изучающей вещества биологического происхождения, дали иное, несколько тяжеловесное наименование «биоорганическая химия».

Сейчас доминирует мнение, что большинство синтезированных человеком веществ не встречается в природе. Речь в первую очередь о простейших органических веществах, обладающих высокой токсичностью: пестицидах, препаратах бытовой химии, лекарствах и тому подобном. Собственно говоря, само определение «ксенобиотик» в переводе с древнегреческого (ξένος — чужой и βίος — жизнь) означает «чуждый жизни», то есть чужеродное для организмов соединение. Укоренилась точка зрения, что биосфера не может перерабатывать продукты химической промышленности, потому что она с ними не знакома. Но это не так. Более того, живые организмы, в первую очередь микробы, сами синтезируют токсичные вещества, не так давно считавшиеся не существующими в природе...

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее