Национальная академия наук Беларуси

МИХАЙЛОПУЛО Игорь Александрович

Игорь Александрович Михайлопуло (р. 13.08.1938, г. Таганрог, Ростовской обл., Россия), химик. Член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси (1996), доктор химических наук (1984), профессор (1994).

Научные работы в области биоорганической химии, биохимии и биотехнологии компонентов нуклеиновых кислот. Выполнил исследования химического и энзиматического синтеза модифицированных нуклеозидов. Разработал методы получения химических соединений для создания противовирусных и противоопухолевых препаратов, а также для биохимических и молекулярно-биологических исследований основ функционирования клетки. Выполнил цикл работ по конформационному анализу нуклеозидов, модифицированных по углеводному фрагменту и гетероциклическому основанию, с использованием данных рентгеноструктурного анализа, ЯМР и КД спектроскопии. Провел синтез и изучил зависимости структура/стереохимия - функция в ряду (2-5)олигоаденилатов - универсальных медиаторов действия интерферона и родственной системы растений. Установил, что стереохимия (2-5)олигоаденилатов играет важную роль в определении биологических эффектов. Разрабатывает технологию получения новых эффективных лекарственных препаратов на основе компонентов нуклеиновых кислот. Под его руководством разработана технология и осуществляется промышленный выпуск на ОАО "Медпрепараты" препаратов "Цитарабин", "Тиогуанин", "Лейкладин" и "Флударабел" для лечения различных форм лейкозов и рассеянного склероза и "Замицит" для лечения СПИДа.

В последние 10 лет научные интересы Михайлопуло И.А. сосредоточены на изучении механизма функционирования нуклеозид фосфорилаз (НФ), механизмов связывания субстрата и его активации в каталитическом центре этих ферментов. Основной целью этих исследований является изучение роли структурных и электронных особенностей, определяющих субстратную или ингибиторную активность различных соединений для дизайна новых, потенциально биологически интересных аналогов природных нуклеозидов. Впервые предложен и практически осуществлен каскадный метод превращения D-пентоз в нуклеозиды с использованием рекомбинантных ферментов E. coli рибокиназы, фосфопентомутазы и НФ (совметсно с Институтом биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова, РАН, Москва, РФ; академик Мирошников А.И.). Одним из наиболее интересных результатов этого периода работы является установление важной роли серина-90 каталитического центра пуриннуклеозид фосфорилазы (ПНФ) из E. coli в связывании и активации ряда субстратов. Впервые была продемонстрирована возможность синтеза нуклеозидов 8-аза- и 8-аза-7-дезазапуринов. Результаты этого исследования представляют значительный интерес для направленного синтеза новых субстратов и ингибиторов ПНФ. Кроме того, изучен механизм функционирования уридин фосфорилазы (УФ) из E. coli и на примере ПНФ и УФ разработана методология анализа взаимодействия фермент-субстрат с использованием полуэмпирического (РМ3) и квантовохимического (ab initio) методов.

Изучен биотехнологический потенциал рекомбинантных нуклеозид фосфорилаз из термофильных микроорганизмов в сравнении с ферментами из E. coli и продемонстрированы новые возможности первых как таковых, так в виде иммобилизованных на MagReSyn® носителе (совместно с Техническим Университетом Берлина; проф., др. Петер Нойбауер).

С практической точки зрения, несомненный интерес представляют разработанные новые химико-ферментативные методы синтеза 1) противолейкозных соединений Флударабин, Неларабина и Клофарабин, а также ряда родственных соединений, 2) 2-хлор- и 2-фтор-производных нуклеозидного антибиотика Кордицепина против трипаносом, и 3) 8-аза- и 8-аза-7-дезазапуриновых нуклеозидов для молекулярной биологии, а также в качестве компонентов олигонуклеотидов с широким спектром биологической активности (совместно с ИБХ РАН).

Автор более 250 научных работ, 60 патентов и авторских свидетельств на изобретения.

Государственная премия Республики Беларусь 2004 г. за работу "Химико-энзиматическая модификация компонентов нуклеиновых кислот и биохимическая модификация как научно-практическая основа поиска, создания и производства противовирусных и противоопухолевых лекарственных средств". Премия Совета Министров Латвийской ССР 1989 г.

Основные труды:

  1. Ribokinase from E. coli: expression, purification, and substrate specificity // Bioorg. Med. Chem. 2006. Vol.14, No.18.
  2. Biotechnology of Nucleic Acid Constituents - State of the Art and Perspectives // Current Org. Chem. 2007. Vol.11, No.4.
  3. Synthesis and Conformational Analysis of 1’- and 3’-Substituted 2-Deoxy-2-fluoro-D-ribofuranosyl Nucleosides // Helvetica Chim. Acta 2007. Vol.90, No.9.
  4. Mikhailopulo, I.A.; Miroshnikov, A.I. New Trends in Nucleoside Biotechnology. ActaNaturae 2010, 2 (5), 36-56.
  5. Mikhailopulo, I.A.; Miroshnikov, A.I. Biologically important nucleosides: modern trends in biotechnology and application. Mendeleev Communs. 2011, 21, 57-68.
  6. Fateev et al. Recognition of artificial nucleobases by E. coli purine nucleoside phosphorylase vs its Ser90Ala mutant in the synthesis of base modified nucleosides. Chemistry – A European J. 2015, 21, doi: 10.1002/chem.201501334.