Сергей Александрович Потехин

Кандидат физико-математических наук с 1982 г.
Доктор физико-математических наук с 1999 г.
Руководитель группы термодинамики белка с 1993 г.

Сотрудники

к.ф.- м.н. Т.Н. Мельник
к.ф.- м.н. В.В. Филимонов
асп. А.Е. Егоров

Основные научные достижения

Одним из первых крупных достижений группы в начале 70-х годов была разработка принципиально новых высокочувствительных приборов для исследования разбавленных растворов биологических макромолекул. По мере усложнения объектов исследования возникла необходимость в разработке и компьютерной реализации алгоритмов анализа калориметрических данных, в частности полученных для мультидоменных белков и нуклеиновых кислот. Были созданы программы, которые до сих пор широко используются для сбора и анализа калориметрических данных. Эти методические прорывы позволили нам провести многочисленные исследования термодинамики разворачивания малых глобулярных белков, ДНК, мультидоменных и фибриллярных белков, РНК и мембран, то есть практически всех классов биологических макромолекул. Не случайно результаты наших исследований были не только опубликованы в оригинальных работах, но и легли в основу многочисленных обзорных статей. Не так давно нами был разработан уникальный сканирующий микрокалориметр способный работать при давлениях до 5000 атм. Это позволило нам начать новое направление исследований – изучение физических основ объемных изменений при конформационных превращениях макромолекул.

К основным принципиальным результатам, полученным группой за последние десятилетия, надо отнести:

  • Создание теории обобщенных переходов между двумя состояниями. Этот аппарат устанавливает взаимно однозначное соответствие между любым комплексным числом и определенным пиком теплопоглощения, что во многих случаях упрощает структурную интерпретацию термодинамических данных.
  • Изучение белков, структура которых неравновесна и сохраняется только в силу кинетических причин. Доказательство существования “кора” (части структуры, определяющей стабильность) у таких белков.
  • Изучение структуры δ-эндотоксина в составе липидной мембраны. Создание модели взаимодействия токсина с мембраной.
  • Прояснение общих принципов влияния органических растворителей на стабильность белков.
  • Выяснение некоторых принципов, определяющих структуры многозаходных α-суперспиральных белков и конструирование суперспиральных пептидов с заданными свойствами.
  • Создание уникального сканирующего микрокалориметра высокого давления и разработка методов анализа получаемых с его помощью данных.
  • Изучение объемных изменений фосфолипидов и модельных полимеров при термотропных конформационных переходах.

Перспективы исследований

Работы, которые будут проводиться в группе в ближайшие годы, объединены общей фундаментальной целью – изучить механизмы самоорганизации структур основных биологически важных макромолекул и их комплексов, оценить роль различных физико-химических факторов в этих процессах, природу и относительный вклад различных сил. Особый интерес будет представлять изучение роли растворителя в процессах самоорганизации. Исследования будут проводиться с использованием широкого набора физико-химических методов. Особая роль будет отведена термодинамическим методам, в том числе методу сканирующей микрокалориметрии при высоком давлении.