Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1062410.32607/20758251-2012-4-2-36-43ReviewsОбзорыReview ArticlePhysicochemical Biology: Conquered Boundaries and New HorizonsФизико-химическая биология: достигнутые рубежи и новые горизонтыKnorreD. G.КнорреД. Г.
Russian Federation
knorre@niboch.nsc.ruInstitute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesИнститут химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН1506201242VOL 4, NO2 (2012)ТОМ 4, №2 (2012)364317012020Copyright ©; 2012, Knorre D.G.Copyright ©; 2012, Кнорре Д.Г.2012Knorre D.G.Кнорре Д.Г.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10624

In this paper, we shall consider the main evolutionary stages that occurred within the field of physicochemical biology during the 20th century, following the determination of the tertiary structure of DNA by Watson and Crick and the subsequent successes in the X-ray structural analysis of biopolymers. The authors’ ideas on the pre-emptive problems and the methods used in physicochemical biology in the 21st century are also presented, including an investigation of the dynamics of biochemical processes, studies of the functions of unstructured proteins, as well as single-molecule investigations of enzymatic processes and of biopolymer tertiary structure formation.

Рассмотрены основные этапы становления физико-химической биологии в ХХ веке, развитие которой было обусловлено установлением Уотсоном и Криком пространственной структуры ДНК и успехами рентгеноструктурного анализа биополимеров. Высказаны соображения о новых приоритетных задачах и методах физико-химической биологии в ХХI веке, в число которых входят динамика биохимических процессов, функции неструктурированных белков, а также ферментативные процессы и формирование пространственной структуры биополимеров на уровне единичных молекул.

structureenzyme active sitesunstructured proteinsdynamics of biochemical processessingle molecule studies of enzymatic processes and biopolymer tertiary structure formationструктура ДНКактивные центры ферментовнеструктурированные белкидинамика биохимических процессовнаблюдение отдельных молекулWatson G.D., Crick F.H. // Nature. 1953. V. 172. Р. 737-738.Avery O.T., MacLeod C., McCarty M. // J. Exp. Med. 1944. V. 79. P. 137-158.Meselson M., Stahl F. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1958. V. 44. P. 671-682.Lehninger A.L., Nelson D.L., Cox M.M. Principles of Biochemistry. N.Y.: Worth Publ., 2008. 1013 p.Knorre D.G., Myzina S.D. Biologicheskaia khimiia (Biological Chemistry). Moscow: "High School”, 1998. 479 p.Saiki R.K., Scharf S., Faloona F., Mullis K.B., Horn G.T., Erlich H.A., Arnheim N. // Science. 1985. V. 230. P. 1350-1354.Shchelkunov S.N. Geneticheskaia inzheneriia (Genetic Engineering). Novosibirsk: Siberian University Publishment, 2004. 496 p.Hutchison C.A. 3rd, Phillips S., Edgell M.H., Gillam S., Jahnke P., Smith M. // J. Biol. Chem. 1978. V. 253. P. 6551-6560.Watson J.D. // Science. 1990. V. 248. P. 44-49.Venter J.C., Adams M.D., Myers E.W., Li P.W., Mural R.J., Sutton G.G., Smith H.O., Yandell M., Evans Ch.A., Holt R.A., et al. // Science. 2001. V. 291. P. 1304-1351.Kruger K., Grabowski P.J., Zaug A.J., Sands J., Gottschling D.E., Cech T.R. // Cell. 1982. V. 31. P. 147-157.Guerrier-Takada C., Gardiner K., Marsh T., Pace N., Altman S. // Cell. 1983. V. 35. P. 849-857.Hamilton A., Baulcomb D. // Science. 1999. V. 286. P. 950-952.Vlassov V.V., Laktionov P.P., Rykova E.Y. // BioEssays. 2007. V. 29. P. 654-667.Safro M., Moor N., Lavrik O. The Aminoacyl-tRNA Synthetases. Texas. Georgetown: Landes Biosciences, 2005. P. 250-270.Callender R., Dyer R.B. // Chem. Rev. 2008. V. 106. P. 3031-3042.Koshland D.E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1958. V. 44. P. 98-104.Hemmis G. Metody issledovaniia bystrykh reaktsii (Methods of the Rapid Reactions Investigations). Moscow: Mir, 1977. 716 p.Kuznetsov N.A., Zharkov D.O., Koval V.V., Buckle M., Fedorova O.S. // Biochemistry. 2009. V. 48. P. 11335-11343.Anfinrud P.A., Han C., Hochstrasser R.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1989. V. 86. P. 8387-8391.Richard L., Genberg L., Deak J., Chiu H.-L., Miller R.J.D. // Biochemistry. 1992. V. 31. P. 10703-10715.Gutman M., Huppert D., Pines E. // J. Amer. Chem. Soc. 1981. V. 103. P. 3709-3713.Iu K.K., Kuczynski J., Fuernis S.J., Thomas J.K. // J. Amer. Chem. Soc. 1992. V. 114. P. 4871-4878.Lehninger A.L., Nelson D.L., Cox M.M. Principles of Biochemistry. N.Y.: Worth Publ., 2008. P. 805-814.Wright P.E., Dyson H.J. // J. Mol. Biol. 1999. V. 293. P. 321-331.Dunker A.K., Silman I., Uversky V.N., Sussman J.L. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2008. V. 18. P. 756-764.Uverski V.N. // Intern. J. Biochem. Cell. Biol. 2011. V. 43. P. 1090-1103.Pushkarev D., Neff N., Quake S. // Nat. Biotechnol. 2009. V. 27. P. 847-850.Xie X.S., Lu H.P. // J. Biol. Chem. 1999. V. 274. P. 15967-15970.Bokinsky G., Zhuang X. // Acc. Chem. Res. 2005. V. 38. P. 566-573.