Одним из наиболее ярких, исторически значимых достижений сотрудников кафедры является введение в биофизику и развитие представлений о макромолекулярных машинах как физической основе функционирования биологических каталитических, энергопреобразующих, транспортных и сократительных систем (профессор Л.А.Блюменфельд, профессор С.Э.Шноль, 60-е годы, В.А.Твердислов, Л.В.Яковенко, А.Н.Тихонов – 80-е и далее годы). Современное развитие данной темы на кафедре предполагает поиск и изучение физических основ структурообразования и функционирования молекулярных машин как иерархически организованных, хиральных, преобразующих энергию, вещество и информацию, устройств. 

    Руководитель направления:  профессор Твердислов Всеволод Александрович

    В клеточной биологии макромолекулярные машины часто выполняют жизненно важные задачи, такие как репликация ДНК и синтез АТФ. В то же время, в течение последних десятилетий ученые и биоинженеры пытаются синтезировать наномашины, аналогичные существующим в макроскопическом мире. Без понимания принципов самосборки и самоорганизации, биоэнергетики, иерархичности строения эта задача представляется невозможной. 

   В последние годы В.А.Твердисловым совместно с Е.В.Беловой (Малышко), А.Э.Сидоровой, Л.В.Яковенко предложена, обоснована и разрабатывается симметрийная теория самоорганизации и функционирования молекул белков и нуклеиновых кислот как иерархически организованных хиральных молекулярных машин. Теория основана на представлениях о формировании в гомохиральных полимерах и биомакромолекулах иерархий хирально знакопеременных регулярных структур.

   Важнейшие направления работы по данной теме связаны с анализом теоретических основ функционирования и перспектив практического использования биологических молекулярных машин как хиральных конструкций, а также процесса фолдинга белков-молекулярных машин как постадийной самоорганизации знакопеременных хиральных структур. В связи с этим разработана методика качественной и количественной оценки хиральности спиральных и суперспиральных структур белков. 

 Основные результаты, полученные к настоящему моменту:

• Произведен анализ теоретических основ функционирования и перспектив практического использования биологических молекулярных машин как хиральных конструкций.
• Произведен анализ процесса фолдинга белков-молекулярных машин как постадийной самоорганизации знакопеременных хиральных структур.

См. также:

• Chiral Dualism as an Instrument of Hierarchical Structure Formation in Molecular Biology
• Молекулярные преобразователи энергии живой клетки