Владимир Петрович Скулачев
заведующий отделом, академик РАН, доктор биологических наук, профессор

Отдел биоэнергетики организован в 1965 году. С момента организации и по настоящее время его бессменным руководителем является акад. В.П.Скулачев.

В структуру отдела входят: лаборатория биологически свободного окисления (зав. – дбн. Е.Н. Мохова), лаборатория структуры и функции митохондрий (зав. – дбн, проф. Д.Б. Зоров), лаборатория структуры и функции биомембран (зав. – дбн, проф. Л.С. Ягужинский), лаборатория электрогенных фотопроцесов (зав. – дбн А.Ю. Семенов), а также научные группы акад. В.П. Скулачева, дбн Ю.Н. Антоненко, дбн Л.Е. Бакеевой, кбн М.С. Мунтян и кбн Б.В. Черняка, кфмн О.В. Демина. Основные сотрудники отдела: дбн Н.К. Исаев, дбн М.Д. Мамедов, дбн Л.С. Хайлова, кбн М.Ю. Высоких, кбн В.И. Дедухова, кбн В.Ю. Ерукова, кбн О.В. Маркова, кбн Е.Г. Смирнова, кбн А.В. Пустовидко, кбн Т.И. Рокицкая, кбн В.Б. Сапрунова, инженеры А.А. Заспа, Р.А. Тило, ст. лаб. М.Л. Домнинская.

Основные направления научных исследований. Изучение механизмов регуляции и физиологической значимости разных путей активации свободного (не сопряженного с синтезом АТФ) окисления в митохондриях. Исследование роли митохондрий в апоптозе и феноптозе. Исследование молекулярных механизмов старения и роли митохондрий в этом процессе. Изучение электрогенных стадий в работе комплекса фотосистемы I и бактериальных хроматофоров. Исследования на модельных системах искусственных бислойных мембран.

Участие в выполнении научно-исследовательских проектов (программ) и грантовая поддержка. Программа "Интеграция" совместно с биологическим и медицинским факультетами МГУ, совместный научно-исследовательский проект с Институтом биоорганической химии им. М.В. Шемякина и Овчинникова РАН. Гранты: ряд грантов РФФИ, в том числе RFBR-NOW (Голландия) и RFBR-GFEN (Китай), Федеральной программы "Ведущие научные школы", Президента России для выдающихся молодых ученых, Благотворительного фонда "Паритет", CRDF, INTAS, Международного научно-технического центра и Людвиговского института раковых исследований, "Грант Москвы".

Основные научные достижения отдела. Доказана протонофорная активность разобщителей окислительного фосфорилирования [Skulachev et al. 1967]. Найдено экспериментальное подтверждение хемиосмотической концепции окисления и фосфорилирования [Skulachev et al. 1967, Liberman et al. 1969]. Изобретен прямой метод измерения электрической активности сопрягающих мембран с разрешением 50 наносекунд, что позволило отслеживать перемещение электрических зарядов внутри белковой молекулы [Drachev et al. 1974]. Предложено использовать искусственную систему октанол-вода как модель биологических мембран [Yaguzhinsky et al. 1976]. Создана концепция и получены экспериментальные подтверждения прямого использования протонного потенциала для механической работы [Glagolev, Skulachev 1978]. Показано наличие в бактериях систем хемотаксиса, сопряженная с работой протонных помп [Baryshev et al. 1981]. Д.Б. Зоровым и Л.Е. Бакеевой (совместно с Ю.С. Ченцовым) была доказана постулированная ранее способность протяженных митохондриальных систем функционировать в качестве внутриклеточного электрического кабеля [Amchenkova et al. 1988, Skulachev 2001]. Доказана принципиальная роль аспартата-96 в протон-транслоцирущем механизме работы бактериородопсина [Holz et al. 1989]. Установлено, что ATP/ADP-антипортер и глутамат/аспартатный переносчик принмают участие в разобщающем действии жирных кислот [Andreyev et al. 1989]. Впервые зарегистрирована канальная активность митохондриального бензодиазепинового рецептора и сделан вывод, что митохондриальная неспецифическая проницаемость является функциональным состоянием бензодиазепинового рецептора [Kinnally et al. 1993]. Показано, что бактериородопсин принимает участие в фоторецепции галобактерий [Bibikov et al. 1993]. Обнаружено новое явление ROS-induced ROS release как фундаментальный механизм усиления каскада генерации в митохондриях активных форм кислорода [Zorov et al. 2000]. Впервые продемонстрировано, что пластохинон, являющийся природным акцептором электронов в фотосистеме 2, способен эффективно замещать филлохинон, служащий акцептором электронов в фотосистеме I [Semenov et al. 2000]. Подтверждено определяющее значение поверхностного потенциала на мембранах в механизме развития токсичности [Zakharov et al. 2002]. Впервые показана возможность угнетения программируемой клеточной гибели митохондриальным ингибитором олигомицином [Shchepina et al. 2002]. Введен в практику новый класс флуоресцентных белков с элементами памяти, позволяющий следить за перемещением одиночных белков и органелл [Chudakov et al. 2003]. Расшифрован каскад реакций при ишемическом прекондиционировании как наиболее совершенного природного механизма защиты от ишемии сердечной ткани [Juhaszova et al. 2004]. Сформулирован новый принцип, предполагающий существование специальных механизмов самоликвидации сложных биологических систем (от органелл до организма), включающихся, если функционирование этих систем отклоняется от заданной генетической программы; справедливость этого принципа уже доказана применительно к митохондриям [Skulachev 2002].

Научные достижения отдела отмечены Государственной премией СССР (В.П. Скулачев), премией им. А.Н. Баха АН СССР, Ломоносовскими премиями МГУ (В.П. Скулачев и др. сотрудники отдела), премиями Ленинского Комсомола (В.П. Скулачев и коллектив молодых сотрудников: А. Константинов, А. Каулен, А. Кондрашин, А. Семенов), государственной премией "Молодые ученые России" (М. Мунтян, В. Устиян, Д. Блох в 1996 г.; А. Богачев, А. Старков, В. Попов в 1998 г.; В. Борисов, С. Силецкий в 2001 г.), премией Европейской академии для молодых ученых (в разные годы: А. Аветисян, Ю. Берцова, А. Богачев, В. Борисов, Т. Рокицкая, А. Старков, С. Силецкий), премиями Всероссийского биохимического общества для молодых ученых, премиями им. А.Д. Каулена для молодых ученых, премией для молодых ученых "Экология и космос" (А. Тоньшин), премией издательства МАИК-Наука за лучшую публикацию (В.П. Скулачев).

Основные научные публикации отдела:
1. Skulachev VP, Sharaf AA, Liberman EA. Proton conductors in the respiratory chain and artificial membranes. Nature. 1967; 216: 718-9.
2. Liberman EA, Topali VF, Tsofina LM, Skulachev VP, Jasaitis AA. Mechanisms of coupling of oxidative phosphorylation and the membrane potential of mitochondria. Nature. 1969; 222: 1076-88
3. Drachev LA, Jasaitis AA, Kaulen AD, Kondrashin AA, Liberman EA, Nemecek IB, Ostroumov SA, Semenov AYu, Skulachev VP. Direct mesurement of electric current generation by cytochrome oxidase. H+-ATPase and bacteriorhodopsin. Nature. 1974; 249: 321-4.
4. Yaguzhinsky LS, Rakhmaninova AB, Volkov AA, Boguslavsky LI. Syntesis of ATP, coupled with action of membrane protonic pumps of the octane/water interphase. Nature. 1976; 259: 494-7.
5. Glagolev AN, Skulachev VP. The proton pump is a molecular engine of motile bacteria. Nature. 1978; 272: 280-2.
6. Baryshev VA, Glagolev AN, Skulachev VP. Sensing of DmH in phototaxis of Halobacterium halobium. Nature. 1981; 292: 338-40.
7. Zorov DB. Coupling membranes as energy-transmitting cables. 1. Filamentous mitochondria in fibroblasts and mitochondrial clusters in cardiomyocytes. J Cell Biol. 1988; 107: 481-95.
8. Holz M, Drachev LA, Mogi T, Otto H, Kaulen AD, Heyn MP, Skulachev VP, Khorana HG. The Asp-96-> Asn mutation of bacteriorhodopsin slows down the decay of M and the reprotonation phase of the charge translocation. Proc Natl Acad Sci USA. 1989; 86: 2167-71.
9. Andreyev AYu, Bondareva TO, Dedukhova VI, Mokhova EN, Skulachev VP, Tsofina LM, Volkov NI, Vygodina TV. The ATP/ADP-antiporter is involved in the uncoupling effect of fatty acids on mitochondria. Eur J Biochem. 1989; 182: 585-92.
10. Kinnally KW, Zorov DB, Antonenko YuN, Snyder SH, McEnery MW, Tedeschi H. Mitochondrial benzodiazepine receptor linked to inner membrane channels by nanomolar actions of ligands. Proc Natl Acad Sci USA. 1993; 90: 1374-8.
11. Bibikov SI, Grishanin RN, Kaulen AD, Marwan W, Oesterhelt D, Skulachev VP. Bacteriorhodopsin is involved in halobacterial photoreception. Proc Natl Acad Sci USA. 1993; 90: 9446-50.
12. Skulachev VP. Mitochondrial filaments and clusters as intracellular power-transmitting cables. Trends Biochem Sci. 2001; 26: 23-9.
13. Semenov AYu, Vassiliev IR, van Der Est A, Mamedov MD, Zybailov B, Shen G, Stehlik D, Diner BA, Chitnis PR, Golbeck JH. Recruitment of a foreign quinone into the A1 site of photosystem I. Altered kinetics of electron transfer in phylloquinone biosynthetic pathway mutants studied by time-resolved optical, EPR, and electrometric techniques. J Biol Chem. 2000; 275: 23429-38.
14. Zorov DB, Filburn CR, Klotz LO, Zweier JL, Sollott SJ. Reactive oxygen species (ROS)-induced ROS release: a new phenomenon accompanying induction of the mitochondrial permeability transition in cardiac myocytes. J Exp Med. 2000; 192: 1001-14.
15. Zakharov SD, Rokitskaya TI, Shapovalov VL, Antonenko YN, Cramer WA. Tuning the membrane surface potential for efficient toxin import. Proc Natl Acad Sci USA. 2002; 99: 8654-9.
16. Shchepina LA, Pletjushkina OYu, Avetisyan AV, Bakeeva LE, Fetisova EK, Izyumov DS, Saprunova VB, Vyssokikh MYu, Chernyak BV, Skulachev VP. Oligomycin, inhibitor of F0 part of H+-ATP-synthase, suppresses the TNF-induced apoptosis. Oncogene. 2002; 21: 8149-57.
17. Skulachev VP. Programmed death phenomena: from organelle to organism. Ann N Y Acad Sci. 2002; 959: 214-37.
18. Chudakov DM, Belousov VV, Zaraisky AG, Novoselov VV, Staroverov DB, Zorov DB, Lukianov S, Lukianov KA. Kindling fluorescent proteins for precise in vivo photolabeling. Nat Biotechnol. 2003; 21: 191-4.
19. Juhaszova M, Zorov DB, Kim SH, Pepe S, Fu Q, Fishbein KW, Ziman BD, Wang S, Ytrehus K, Antos CL, Olson EN, Sollott SJ. Glycogen synthase kinase-3beta mediates convergence of protection signaling to inhibit the mitochondrial permeability transition pore. J Clin Invest. 2004. 113: 1535-49.

Основные публикации за последние 3 года:
1. Vyssokikh MYu, Katz A, Rueck A, Wuensch C, Doerner A, Zorov DB, Brdiczka D. Adenine nucleotide translocator isoforms 1 and 2 are differently distributed in the mitochondrial inner membrane and have distinct affinities to cyclophilin D. Biochem J. 2001; 358: 349-58.
2. van Rotterdam BJ, Westerhoff HV, Visschers RW, Bloch DA, Hellingwerf KJ, Jones MR, Crielaard W. Pumping capacity of bacterial reaction centers and backpressure regulation of energy transduction. Eur J Biochem. 2001; 268: 958-70.
3. Skulachev VP. Mitochondrial filaments and clusters as intracellular power-transmitting cables. Trends Biochem Sci. 2001; 26: 23-9.
4. Moehren G, Markevich N, Demin O, Kiyatkin A, Goryanin I, Hoek JB, Kholodenko BN. Temperature dependence of the epidermal growth factor receptor signaling network can be accounted for by a kinetic model. Biochemistry. 2002; 41: 306-20.
5. Abdullaev ZZh, Bodrova ME, Chernyak BV, Dolgikh DA, Kluck RM, Pereverzev MO, Arseniev AS, Efremov RG, Kirpichnikov MP, Mokhova TN, Newmeyer DD, Roder H, Skulachev VP. A cytochrome c mutant with high electron transfer and antioxidant actvities but devoid of apoptogenic effect. Biochem J. 2002; 362: 749-54.
6. Shchepina LA, Pletjushkina OYu, Avetisyan AV, Bakeeva LE, Fetisova EK, Izyumov DS, Saprunova VB, Vyssokikh MYu, Chernyak BV, Skulachev VP. Oligomycin, inhibitor of F0 part of H+-ATP-synthase, suppresses the TNF-induced apoptosis. Oncogene. 2002; 21: 8149-57.
7. Rokitskaya TI, Kotova EA, Antonenko YN. Membrane Dipole Potential Modulates Proton Conductance through Gramicidin Channel: Movement of Negative Ionic Defects inside the Channel. Biophys J. 2002; 82: 865 73.
8. Zakharov SD, Rokitskaya TI, Shapovalov VL, Antonenko YN, Cramer WA. Tuning the membrane surface potential for efficient toxin import. Proc Natl Acad Sci USA. 2002; 99: 8654 9.
9. Popov VN, Markova OV, Mokhova EN, Skulachev VP. Effects of cold exposure in vivo and uncouplers and recouplers in vitro on potato tuber mitochondria. Biochim Biophys Acta. 2002; 1553: 232-7.
10. Skulachev VP. Programmed death phenomena: from organelle to organism. Ann NY Acad Sci. 2002; 959: 214-37.
11. Isaev NK, Stelmashook EV, Dirnagl U, Andreeva NA, Manuhova L, Vorobjev VS, Sharonova IN, Skrebitsky VG, Victorov IV, Katchanov J, Weih M, Zorov DB. Neuroprotective effects of the antifungal drug clotrimazole. Neuroscience. 2002; 113: 47-53.
12. Muntyan MS, Tourova TP, Lysenko AM, Kolganova TV, Fritze D, Skulachev VP. Molecular identification of alkaliphilic and halotolerant strain Bacillus sp. FTU as Bacillus pseudofirmus FTU. Extremophiles. 2002; 6: 195-9.
13. Serowy S, Saparov SM, Antonenko YN, Kozlovsky W, Hagen V, Pohl P. Structural proton diffusion along lipid bilayers. Biophys J. 2003; 84: 1031 7.
14. Kurisu G, Zakharov SD, Zhalnina MV, Bano S, Erukova VY, Rokitskaya TI, Antonenko YN, Wiener MC, Cramer WA. The structure of BtuB with bound colicin E3R-domain implies a translocon. Natature Struct Biol. 2003; 10: 948-54.
15. Skulachev VP. Aging and the programmed death phenomena. In: Topics in Current Cenetics (Nystrom T, Osiewacz HD, Eds) Model systems in ageing. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003; 3: 191-238.
16. Semenov AYu, Mamedov MD, Chamorovsky SK. Photolectric studies of the transmembrane charge transfer reactions in photosystem I pigment-protein complexes. FEBS Lett. 2003; 553: 223-8. (Review)
17. Chudakov DM, Belousov VV, Zaraisky AG, Novoselov VV, Staroverov DB, Zorov DB, Lukianov S, Lukianov KA. Kindling fluorescent proteins for precise in vivo photolabeling. Nature Biotechnol. 2003; 21: 191-4.
18. Zorov DB, Kobrinsky E, Juhaszova M, Sollott SJ. Examining intracellular organelle function using fluorescent probes: from animalcules to quantum dots. Circ Res. 2004; 95: 239-52.
19. Skulachev VP, Bakeeva LE, Chernyak BV, Domnina LV, Minin AA, Pletjushkina OY, Saprunova VB, Skulachev IV, Tsyplenkova VG, Vasiliev JM, Yaguzhinsky LS, Zorov DB. Thread-grain transition of mitochondrial reticulum as a step of mitoptosis and apoptosis. Mol Cell Biochem. 2004; 256-257: 341-58.

Получен патент: Ягужинский ЛС "Cryogenic fuel layer, fuel core and method of its formation" Patent of Russian Federation claim N 2001121680.