Владимир Потемкин – человек совершенно гениальный. Это замечательный ученый, чья область интересов выходит далеко за пределы человеческого разума, кандидат химических наук, преподаватель фармацевтического факультета ЮУГМУ. Многие годы он занимается компьютерным моделированием, помогая создавать новые лекарства для человечества. Самостоятельно пишет компьютерные программы для расчета характеристик молекул, владеет несколькими языками программирования, свободно пишет статьи на английском. Интересно, что индекс Хирша (цитирования) у Потемкина один из самых высоких в Южно-Уральском государственном медицинском университете. К тому же это человек удивительно разносторонний, спектр его интересов очень широк: наука, музыка, литература, кино, театр.
Мы создаем новые лекарства
Владимир Александрович, всегда интересно, как человек «докатился» до сегодняшней ступеньки. Как вы пришли в химики?
– А просто в школе учительница химии была великолепная– Ирина Ивановна Уманская, она многих выучила, вела химический факультатив, и очень многие потом пошли на химические специальности. Я учился в 121-й школе, это на углу Плеханова и Свободы.
Значит, вы родились и выросли в Челябинске? Родители тоже были педагогами?
– Нет, моя мама Антонина Алексеевна была воспитателем в детском саду, отец Александр Иванович – рабочим на электростанции. В старших классах я увлекся химией, и у меня было два варианта – либо филология, либо химия, потому что по литературе тоже была великолепная учительница. Но потом подумал: если химиком стану, никто мне не запретит книжки читать, а филолога в лабораторию не пустят. После школы поступил на физический факультет ЧелГУ на химическое отделение. И никогда не жалел о выборе.
Как складывалась ваша научная карьера?
– Моя научная карьера началась в ЧелГУ. Будучи студентом, занялся компьютерной химией, а после армии устроился работать здесь же ассистентом. С1987 года начал публиковаться. Дальше – больше, в какой-то момент накопилось достаточное количество публикаций, мы стали получать гранты, появилась возможность ездить на российские и международные конференции. Мы с Марией Александровной Гришиной объездили почти весь мир, всю Европу – Испания, Италия, Голландия, Германия, Великобритания, Франция, Австрия, Швеция, Чехия, Греция, Турция, США.
И что вы представили – какие темы и достижения?
– По большей части представляли достижения в области прогноза биологической активности и дизайна новых лекарств insilico, которые мы выполняем на компьютерах. Мы создаем новые лекарства, прогнозируем биологическую активность, к примеру, противовоспалительных, противотуберкулезных, противоопухолевых препаратов. Затем эти молекулы можно синтезировать, провести биологическое тестирование, и если все успешно – запустить препарат в производство.
Вы придумываете лекарства, которых еще нет в природе?
– Ну да, и это тоже. Это так называемое направление молекулярного дизайна, а еще существует направление виртуального скрининга. Это когда мы на компьютере проводим скрининг уже имеющихся веществ, у которых никто не проверял биологическую активность. Их ведь миллионы в год синтезируются, а проверять – дорого, проще предположить на компьютере. Если мы провели скрининг тысячи соединений, выделили из них десять – предположительно активных, то экспериментов потребуется в сто раз меньше, и есть гарантия, что выбранные структуры будут успешными. Если предсказательная способность модели 90 процентов, то девять из десяти отобранных молекул будут действительно активными, и такие успехи у нас были.
Гранты мы уже четыре года не получаем
Ваши научные публикации касались компьютерного моделирования?
– Да, все, что я делаю, связано с компьютерами. К сожалению, у нас в Челябинске нет хорошего оборудования для проведения экспериментальных химических работ, поэтому я в свое время выбрал компьютер, он всегда под рукой. Наши публикации охватывают широкий диапазон: кроме биологической активности, это еще и прогноз физико-химических свойств, реакционной способности, рассмотрение электронной структуры, квантовые исследования и так далее. Иностранцы обычно с удивлением на это смотрят: у них все узко работают, а у нас теоретиков в стране немного, поэтому любой теоретик – и швец, и жнец, и на дуде игрец. Приходят люди и говорят: «Посчитайте нам то-то». Мы говорим,что никогда такое не считали, а они: «Ну вы же теоретики»… И мы считаем.
Что вы считаете главным достижением в вашей научной работе?
– Думаю, оно еще впереди, я оптимист в этом отношении, а пока лучшие достижения – это мои ученики. Например, Мария Александровна Гришина, доцент нашей кафедры и кандидат наук.
Над какими научными проблемами вы работаете сейчас, как продвигаются исследования?
– Сейчас идет широкий спектр работ – и прогноз биологической активности, и анализ электронной структуры, и прогноз свойств – температур плавления, растворимости, кислотности веществ. Во многих случаях это нужно для создания веществ с заданными свойствами. Все, что мы имеем вокруг, кто-то когда-то придумал: вот этот полимер или этот полимер – все имеют заданные свойства.
Сейчас работа продвигается немножко хуже, чем раньше. Со времен кризиса 2008 года финансирование наших исследований изменилось в худшую сторону. Гранты мы уже четыре года не получаем, поэтому нет возможности выезжать на конференции, а это обмен опытом, получение новой информации. Можно у автора тут же расспросить все подробности, потому что у статьи не спросишь. Кроме того, финансирование необходимо для покупки нового оборудования, парк техники у нас довольно старый.
Почему вы не получаете гранты? Вы же делаете такие важные вещи…
– Сейчас изменилась система финансирования: гранты стали крупнее, на много миллионов, но их меньше. Выделяют, допустим, три штуки на всю страну, и вероятность их заработать – почти никакая! Есть такие слоны, как МГУ, МФТИ, Институт Курчатова – нам с ними никак не тягаться.
Следите ли вы за исследованиями в области компьютерного моделирования в мире?
– Конечно, хотя сейчас следить стало сложнее. Рефераты в издательствах доступны, но полный текст 30-40 долларов, десять рефератов – уже 300-400 долларов, а десять рефератов – это немного. И на конференциях, как я уже сказал, мы уже четыре года не были. Центров компьютерной химии немало – в Мюнхене, Лейпциге, в Баварии, где я несколько месяцев стажировался, есть несколько центров в Великобритании, довольно много в США.
Опасность плохих лекарств существует
А разве нам лекарства не нужны? Может быть, какие-то фармацевтические предприятия могли бы заинтересоваться?
– Здесь ситуация тоже сложная. Во-первых, фармацевтическая промышленность у нас в стране практически отсутствует. То, что делается, – это в основном переупаковка лекарств, которые приходят из-за рубежа. Поэтому фармацевтические предприятия лекарствами не интересуются – их больше интересует картон, в который они упаковывают.
А вдруг к нам станут приходить плохие лекарства? И что с этим делать?
– На самом деле опасность такая есть, я могу долго об этом говорить. Разработка и проверка лекарства состоит из нескольких этапов. Мы спрогнозировали, органики синтезировали, отдали на тестирование в какую-нибудь компанию – «Мерк», «Янссен», «Астра Зенека» и так далее, у нас в стране тестовой базы сейчас нет. Там проходят испытания на клеточных культурах или ферментах, потому что лекарство блокирует, как правило, какой-то фермент в нашем организме. На этой стадии отсеиваются 90 процентов соединений – как неактивные.
Затем потенциальные лекарства испытываются на лабораторных животных – чаще всего, на крысах, кроликах, морских свинках и так далее. Здесь тоже отсекается часть лекарств – как неактивные или небезопасные – при наличии побочных эффектов. Далее проводится исследование на приматах – и снова частичное отсеивание. Только после этого соединение может быть допущено до клинических испытаний, а в случае успешного завершения – разработка технологии и производство.
Все эти стадии очень дорогие. На одно испытание одного лекарства уходит до нескольких миллионов долларов, на полный цикл испытаний одного лекарства – до миллиарда. Правда, фармацевтика – очень рентабельная область, и в течение года это все обычно окупается. И вот представьте: все эти стадии лекарство прошло, а в клинических испытаниях на людях дало аллергические или токсические реакции. Всё! Если это происходит в Европе, Евросоюз запрещает это лекарство. А компании – они же потратили деньги, им обидно! – обычно продают его в Индию и Китай – там не запрещено. А Индия и Китай нам продают. У нас же подавляющее большинство лекарств – индийские и китайские. Бывает, препарат рекламируется полгода, а потом – оп: реклама исчезла! И у нас хватаются за голову – чего мы купили! – и запрещают. То есть опасность все-таки есть…
Недавно мелькнула информация, что наши ученые придумали вакцину против ВИЧ…
– Вообще, против вирусов достаточно эффективных вакцин почти нет, вирусы обычно очень мутабельные (изменчивые), именно поэтому я не прививаюсь от гриппа. Я не очень верю в вакцину против ВИЧ.
Вам эта информация кажется неправдоподобной?
– Да, немножко космическая…
«Башмачок Золушки»
Принципиальные моменты, которые вам удалось выяснить, интересные для читателей?
– Одну из последних работ мы делали совместно с Йельским университетом по изучению экотоксичности, на Западе особенно заточены на тему экологии. Нам удалось разобраться с механизмом токсичности, выяснить, как вещества из водоема проникают в организм рыбы (эти соединения токсичны для рыбы, но не токсичны для человека), как они потом метаболизируются, подвергаются изменениям.
До этого тоже была интересная работа – мы уточнили механизм действия ингибиторов фактора (Xa) – белка, который определяет сворачиваемость крови, в том числе образования тромбов, а тромбы – это инфаркты. Ранее считалось, что есть один механизм действия, а нам удалось доказать, что их три. Это достаточно интересно, и это расширило список потенциальных лекарств, а ишемические болезни – проблема во всем мире.
Однажды вы произвели фурор на одной из Европейских конференций – кажется, в Праге.
– Мы представляли наш метод BiS – BiologicalSubstrateSearch, новую систему трехмерного и четырехмерного QSAR-моделирования, не имеющую аналогов в мире, это уникальный метод, хотя в природе есть и лучше.
Сейчас уже существует алгоритм CiS, который расшифровывается как Cinderella’sShoe – башмачок Золушки. У Золушки, единственной в королевстве, нога подходила под башмачок. Мы опирались на принцип комплементарности – пространственного и химического соответствия, который сформулировал еще Нильс Бор. Лекарственное средство должно встраиваться в фермент, как ножка в башмачок. Если принцип комплементарности выполняется, тогда молекула будет максимально эффективной. Идет подбор лекарств, которые максимально подходят под этот «башмачок».
То есть вы знаете, куда какую молекулу поставить, чтобы получить те или иные свойства лекарственного препарата?
– В основном да.
Какие лекарства вы уже придумали, для каких болезней?
– Немножко опасаюсь об этом говорить. Как только говорили такое, начинались звонки: «У меня мама с раком, не могли бы вы ей дать лекарство?» У нас нет этих лекарств на руках, и мы не имеем права их прописывать, мы же не врачи, а химики. Мы изучали противоопухолевые препараты, которые, кстати, в 10 раз эффективнее, чем имеющиеся в мире, противовоспалительные.
Какие-то из ваших разработок послужили толчком для серийного выпуска лекарств?
– А это нам неизвестно: к сожалению, мы не можем патентовать лекарства, так как у нас нет тестовой базы. Мы можем дать прогноз, но само лекарство находится в руках фармацевтической компании, а они не рассказывают, как его используют, им это невыгодно.
Фундаментальная наука опережает столетия
Расскажите о вашем сотрудничестве с Институтом органического синтеза в Екатеринбурге.
– Несколько лет назад мы выполняли для них прогноз реакционной способности органических соединений, и составляли рекомендации по путям синтеза новых веществ. В ряде случаев объясняли механизмы процессов, решали фундаментальные проблемы. Может, они не так интересуют потребителя, но, с моей точки зрения, это наиболее интересно. Вспоминаю слова Герца, когда он открыл электромагнитные волны. Журналисты спросили его: «А где-то в хозяйстве это можно будет использовать?». Он ответил: «Конечно, нет, просто было интересно». А теперь электромагнитные волны используются на каждом шагу – сотовые телефоны, телевидение, радио. А ему-то это откуда было знать?
Часто фундаментальная наука делает открытия, а применяются они спустя столетия…
– И у Лэнгмюра такая же ситуация была, это чисто фундаментальный ученый. Когда ему дали Нобелевскую премию, его приняли на работу в General Electric, дали лабораторию и сказали: «Ты здесь занимаешься тем, чем хочешь, а вокруг будет штат, который будет думать, как это приспособить к нашим проблемам». Все ртутные и галогеновые лампы созданы на основе его исследований – он даже и не думал, что эти газовые разряды, которые приводят к свечению, можно использовать.
До природы нам еще далеко
Каждый весной удивляешься работе природных лабораторий. Вы чувствуете себя к ним причастным?
– Не совсем, до природы нам еще очень далеко. Недавно мы рассуждали, сколько же времени у нас занял бы синтез глюкозы – очень долго. В деревьях она вырабатывается ежесекундно.
Вас удивляют эти процессы?
– Удивляют, безусловно, так и человеческий организм – уникальная штука. То, что он делает – невозможно реконструировать. Любое движение руки – это же миллион физических, химических, биологических превращений, реализовать подобное в лабораторных условиях почти невозможно.
А вы берете аналогии из природы, ученых ведь часто озаряет при наблюдении природных явлений?
– Ну да, связь с природой сохраняется. Любое лекарство на ферменте заменяет ту молекулу из природы, которая там должна бывать. Нам нужно конкурировать с природной молекулой – к примеру, с адреналином. Нашли хорошего конкурента адреналину – спасли многих гипертоников.
Ученый просыпается еще в ребенке
У вас есть кумиры в науке?
– Нет, но есть невероятно выдающиеся люди, у которых непонятно, как все в голове появилось. Например, Альберт Энштейн, Мария Кюри – удивительно, как она пробивалась, это первая женщина, которая в Сорбонне преподавала.
А когда в человеке просыпается ученый?
– С рождения, наверное. Человек уже изучает мир и уже видит его своими глазами. Главное – не только увидеть, но и рассказать, показать это все. А родители должны дать больше свободы ребенку, у детей у всех головки очень умные. Их надо просто ограждать от опасности, нежелательных каких-то действий.
Пусть взрывают себе на здоровье?
– Может, даже и так. Правда, можно и без глаз остаться. Здесь, конечно, предостерегать нужно.
Вы тоже взрывали?
– Конечно! Делал бомбочки маленькие, интересные ракеты. Травмы были. В руках у меня что-то взорвалось – шрам до сих пор остался.
Ваши дети идут по вашему пути?
– Дочь Светлана закончила филологический, преподаватель колледжа, сын Андрей учится в Петербурге в университете информационных технологий, механики и оптики.
А у вас есть любимое изречение, которым вы часто пользуетесь?
– Поскольку мы придумали башмачок Золушки, очень часто в конце докладов я пользуюсь словами из великолепного фильма «Золушка» Александра Роу: «Я еще не волшебник, я только учусь».
Авторы: Римма Галимханова, Анна Кныш
Фото: Олег Каргаполов
Полностью интервью можно прочитать на сайте: cheldiplom.ru