Важнейшие результаты в истории Института

Выдвинута и обоснована концепция центров биосинтеза хлорофилла. Доказана метаболическая гетерогенность хлорофилла в растении. Обнаружено обновление молекул хлорофилла, протекающее в течение всей жизни зеленого листа. Установлена возможность взаимопревращения хлорофиллов а и b. Выявлено сопряжение биосинтеза хлорофилла с хлорофилл-белковыми комплексами фотосинтетического аппарата. Показано, что регуляция биосинтеза хлорофилла осуществляется по принципу отрицательной обратной связи

Разработана концепция о независимом функционировании, физическом разделении, участии разных изоэнзимов и разных механизмов контроля систем синтеза хлорофилла и гема в хлоропласте растений, начиная от образования 5-аминолевулиновой кислоты (АЛК)

Показана принципиальная возможность использования системы биосинтеза хлорофилла в качестве мишени гербицидов нового поколения – фотодинамических гербицидов. Разработаны теоретические основы создания фотодинамических гербицидов, созданы новые композиции этих соединений и технологии их применения в практике сельского хозяйства

Установлены закономерности биологического действия абиотических и биотических факторов внешней среды на уровне мембранных и внутриклеточных структур животных и растительных клеток. В области зрительной рецепции исследованы фоторегуляторные реакции в фоторецепторных клетках, структурная динамика пигмента родопсина и мембран сетчатки. В области фоторецепции растений разработана оригинальная методика выделения фоторецептора фитохрома. Показана роль в цепи трансдукции фитохромного, фитогормонального и стрессовых сигналов таких интермедиатов, как ионы Са²⁺, циклические мононуклеотиды, продукты активности фосфоинозитид-зависимой фосфолипазы С, фосфолипазы D, оксида азота. Показано участие кальциевой, фосфолипидной, NO-синтазной сигнальных систем в развитии ответа растения на температурный, механический, окислительный стресс

Внедрены генноинженерные подходы для изучения биофизических и молекулярно-биологических процессов в растительных и животных клетках. Созданы трансгенные растения, синтезирующие физиологически активные вещества (антимикробные пептиды, АЛК-синтазу и куриный альфа-интерферон) и трансгенные растения, у которых подавлена экспрессия генов (растения картофеля и табака с конструкцией для ингибирования фосфолипазы С и фитохрома). Клонированы гены регуляторных белков сетчатки и лимфоцитов человека

Доказано участие протохлорофиллид-оксидоредуктазы (ПОР) в биосинтезе хлорофилла в зеленых растениях. Обнаружена гетерогенность локализации внутрипластидной ПОР: фермент обнаружен в пластидной оболочке и на внешней стороне тилакодов гран. Показано, что ПОР стабильна только в комплексе с ферментами системы биосинтеза хлорофилла. Обнаружена динамичность системы внутренних мембран этиопластов и показана важная структурная роль каротиноидов виолаксантинового цикла в процессе агрегации-дезагрегации комплексов протохлорофиллида с белками

Установлена зависимость эффективности стрессовых воздействий (гипертермия, обезвоживание) на структуру и функции внутрипластидных мембран злаков от стадий биогенеза хлоропластов и ключевая роль функционирующего фотосинтетического аппарат в защите растений в условиях стресса. Обнаружено стабилизирующее действие низкоинтенсивного света на структурно-функциональное состояние фотосинтетических мембран злаков при гипертермии и явление перекрестной адаптации аппарата фотосинтеза при последовательном действии гипертермии и высокоинтенсивного света

Обоснована концепция повышения продуктивности и устойчивости растений хлебных злаков на основе оптимизации структурно-функционального состояния фотосинтетического аппарата генетическими и агротехническими методами. Концепция способствует реализации потенциала продуктивности современных сортов зерновых культур в изменяющихся условиях внешней среды

Постулирована твердокаркасная, жидкомозаичная модель биомембран, создана и обоснована концепция о напряженном метастабильном состоянии биомембран и его роли в регуляции биохимических и физиологических процессов

Созданы основы мембранной озонобиологии. Разработаны новые технологии локального асептирования питьевой воды и хранения плодоовощной продукции, а также эффективная биотехнология получения АТФ и других физиологически активных веществ из дрожжевой биомассы с использованием озона

Установлены физико-химические факторы получения нанолипосомальных форм соединений гидрофобной природы. Разработаны технологии получения эффективных липосомальных форм лекарственных препаратов: противотуберкулезного антибиотика для ингаляций, противовирусных препаратов, цитостатиков, витаминного препарата с повышенной биодоступностью (липосомального β-каротина) и жирнокислотного комплекса "Биен" (аналога легочного сурфактанта)

Установлены молекулярные и мембранные механизмы нейротрансмиссии в норме и при различных патологиях. Выявлены молекулярные механизмы повреждения синапсов при гипогликемии

При Институте создан Республиканский научно-медицинский центр «Клеточные технологии»

Установлено, что индуцируемый физико-химическими факторами окислительный стресс в клетках крови человека сопровождается изменением микровязкости липидного бислоя и структурной модификацией периферических и интегральных мембранных белков, а также ингибированием активности мембраносвязанных ферментов и морфологическими трансформациями клеток. Выявлена роль окислительного стресса в развитии ряда заболеваний и при патологии беременности
Определены молекулярно-мембранные механизмы действия токсичных и потенциально токсичных микроэлементов (свинец, цинк, алюминий, селен и др.) и показано, что токсичные микроэлементы повреждают мембраны клеток крови детей при концентрациях, на порядок ниже предельно допустимых. Обнаружено усиление экспрессии белков, ассоциированных с множественной лекарственной устойчивостью, в клетках при наличии в организме токсичных микроэлементов
Изучена природа собственной и зондовой люминесценции клеток, биоптатов тканей и биологических жидкостей (плазмы крови, амниотической и синовиальной жидкостей, конденсатов выдыхаемого воздуха) в норме и при патологии и разработан ряд способов фотодиагностики заболеваний человека

Установлен новый биофизический механизм регуляции активности протеома в норме и при патологи, реализующийся путем преобразований структурно-динамического состояния белков на фоне относительного постоянства их состава. Предложена флуктуационная модель фермент-субстратных взаимодействий
Разработан новый метод изучения медленной (миллисекундной) внутримолекулярной динамики структуры мембранных белков in situ. Метод основан на регистрации кинетических параметров триптофановой фосфоресценции при комнатной температуре белков