Александр Иванович Арчаков родился 10
января 1940 года в г. Кашин Калининской (Тверской) области. Его отец —
врач-хирург — в 1941 году ушёл на фронт, был хирургом в полевом госпитале,
закончил войну в 1945 году — в Германии начальником госпиталя в звании майор.
В 1962 году окончил лечебный факультет
2-го МОЛГМИ им. Н.И. Пирогова (ныне Российский национальный исследовательский
медицинский университет — РНИМУ им. Н.И. Пирогова), далее — аспирант на Кафедре
биохимии. В 1965-1973 гг. — ассистент, старший преподаватель, старший научный
сотрудник Кафедры биохимии, в 1973-1979 гг. — зав. лабораторией энзимологии и
биоэнергетики, в 1979-1989 гг. — зав. Кафедрой биохимии Медико-биологического
факультета 2-го МОЛГМИ им. Н.И. Пирогова. В 1989-2015 гг. — директор НИИ
биологической и медицинской химии АМН СССР (ныне — Научно-исследовательский
институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, ИБМХ). С 2015 года —
научный руководитель Института, главный научный сотрудник.
В 2011-2013 гг. — вице-президент
Российской академии медицинских наук.
Член-корреспондент РАМН с 1986 года,
академик РАМН с 1991 года, академик РАН c 2013 года — Отделение медицинских
наук.
Академик А.И. Арчаков — выдающийся
учёный-биохимик, врач, один из ведущих в мире специалистов в области
исследования молекулярных механизмов, структуры и функций мембран и
биологического окисления. Один из пионеров и активный пропагандист идеологии
«компьютерной биохимии», известный специалист в относительно новой области
медицинской науки — нанобиотехнологии. Основным направлением деятельности
научной школы А.И. Арчакова является изучение фундаментальных механизмов
молекулярного «узнавания» в многокомпонентных ферментных системах, исследования
в области молекулярной организации и функционирования оксигеназных цитохром
Р450-содержащих систем, исследования молекулярных механизмов структуры и
функции мембран и биологического окисления. Область его научных интересов: биоинформатика,
нанобиология и наномедицина, системная биология, молекулярные основы
патологических процессов.
Основоположник развития протеомики в
России, под его руководством была выполнена программа «Протеомика в медицине и
биотехнологии». Координатор международного проекта «Протеом человека» в России
— результаты этого проекта значимы и для научного сообщества, и для
человечества в целом. В области биологии входит в Топ-100 самых продуктивных
российских учёных по данным РИНЦ.
В 1965 году защитил кандидатскую
диссертацию «Влияние четыреххлористого углерода на ферментные системы печени и
крови крыс», в 1973 году защитил докторскую диссертацию «Перенос электронов и
сопряженные с ним реакции в эндоплазматическом ретикулуме печени», с 1976 года
— профессор.
В 1972 году вышла его первая монография
«Перекисное окисление липидов в биологических мембранах».
А.И. Арчаков — основоположник развития в
России постгеномных научных направлений: протеомика и метаболомика. Протеомика
— направление молекулярной биологии, целью которого является изучение полного
набора белков, кодируемых геномом. Протеомика — новая области науки,
позволяющая осуществить инвентаризацию существующих белков в клетке. Развитие
этой области исследований направлено на получение базовой информации об
основных функциональных структурах живых систем и создание новых диагностических
тестов в онкологии и лекарственных препаратов нового поколения. Под
руководством А.И. Арчакова выполнена программа «Протеомика в медицине и
биотехнологии».
А.И. Арчаков — один из пионеров и
активный пропагандист идеологии «компьютерной биохимии». В работах его школы
построены компьютерные модели пространственных белковых структур, созданы
антигенные «карты» иммунных детерминант организма и разработаны современные
программы нового компьютерного дизайна важнейших лекарственных соединений и
процессов, связанных с их активностью в организме. Исследования стали возможны
в связи с освоением в ИБМХ самых современных методов компьютерной биохимии,
биосенсорной, протеомной и генно-инженерной технологий.
А.И. Арчаков создал научную школу разработки
проблемы микросомального окисления, исследование молекулярной организации и
функционирования оксигеназных цитохром Р450-содержащих систем, исследования
молекулярных механизмов структуры и функции мембран и биологического окисления,
химических механизмов повреждения мембран и способов их эффективной
реконструкции.
В работах А.И. Арчакова и его сотрудников
осуществлено всестороннее исследование семейства цитохром Р450-содержащих
монооксигеназных систем биологических мембран. Методом пептидного сканирования
получены антигенные карты мембраносвязанных бактериальных цитохромов Р450, что
позволило осуществить компьютерное моделирование пространственных структур
белков. Создана компьютерная база данных по семейству цитохромов Р450, которая
содержит информацию о 240 семействах и подсемействах фермента.
Основным вектором деятельности научной
школы А.И. Арчакова является изучение фундаментальных механизмов молекулярного
«узнавания» в многокомпонентных ферментных системах. На основе исследования
механизмов межмолекулярного «узнавания» в реакциях белок-белкового и
белок-липидного взаимодействий определены закономерности биологического
функционирования белков в сложных системах. По его инициативе в ИБМХ создан ряд
новых лабораторий, ориентированных на решение этих задач, которые составляют
рабочую основу ныне действующей научной школы.
В научной школе А.И. Арчакова получены
новые данные о кинетике взаимодействий компонентов монооксигеназной системы, о
влиянии белок-белковых взаимодействий и роли в этих взаимодействиях гидрофобных
и электростатических сил. Осуществлена реконструкция в водном растворе в
отсутствии фосфолипидов цитохром Р450-содержащей монооксигеназной системы
микросом печени. Выявлены определенные районы на поверхности молекул,
ответственные за взаимодействия белков-партнеров монооксигеназной системы.
Создана и постоянно пополняется компьютерная база данных по семействам
цитохромов Р-450, содержащая самые полные сведения относительно этих и
родственных им белков. С помощью этой базы данных и созданной в Институте компьютерной
программы установлена общность структуры активного центра белков надсемейства
цитохромов Р450.
Основная методология, используемая для
решения этих проблем, — исследование структурно-функциональной организации
макромолекул, определение локусов, ответственных за межмолекулярные контакты,
моделирование этих взаимодействий и получение синтетических аналогов
функционально важных фрагментов.
Проводимые в ИБМХ под руководством А.И.
Арчакова исследования по структурно-функциональному и молекулярно-графическому
конструированию лекарств отражают передовой уровень современной биоинформатики.
Практическим результатом этих исследований является создание новых ингибиторов
цитохрома Р450 в микобактериях туберкулезной палочки, конструирование
ингибиторов фолдинга протеазы ВИЧ, компьютерное конструирование синтетических
вакцин вируса гепатита С и др. Эти работы имеют определяющее значение для
создания лекарств нового поколения, тест-систем и диагностикумов.
В 2021 году академики А.И. Арчаков и А.В.
Лисица награждены за исследование протеома — совокупности белков организма
человека. Именно белки — это основная рабочая молекулярная машина организма,
поскольку они определяют обмен веществ, превращение энергии, передачу сигналов,
являются защитниками и регуляторами и т.д. Научное достижение авторов
заключается в расшифровке протеома человека, что позволило им разработать
технологию оценки состояния здоровья. Предвестники будущих болезней могут
появляться в организме задолго до проявления клинических симптомов — т.е. можно
анализировать состояние здоровья, наблюдая за единичными молекулами белков,
специфичными для каждого заболевания, и на основе полученных данных принимать
решение о корректировке образа жизни или начале приема конкретных лекарств. А.И.
Арчаков и А.В. Лисица определили биомаркеры патологических состояний, применив
хромосомоцентричный подход к исследованию протеома. Впервые в мире всего в
одном микролитре анализа крови авторы обнаружили единичные копии молекул —
ранних предвестников болезни. А.В. Лисица разработал
экспериментально-вычислительный подход «От геномов к лекарствам», объединив
данные геномики, протеомики и метаболомики, выполнил моделирование молекулярных
структур модифицированных белков и фосфолипидов. А.И. Арчаков руководил
процессом создания лекарств, а также испытаниями лабораторных диагностических
устройств, позволяющих выявлять ранние стадии онкологических и
нейродегенеративных заболеваний.
А.И. Арчаков и А.В. Лисица совместили
возможности ультрачувствительных молекулярных детекторов с производством
лекарственных препаратов в наноформе. Практический результат — разработка и
постановка на производство новых лекарственных препаратов. А.И. Арчаков
предложил схему молекулярной организации оксигеназной системы печени,
разработал методы ее реконструкции из изолированных белков и липидов. Под его руководством
сотрудниками Института разработан принципиально новый лекарственный препарат с
противовирусной активностью «Фосфоглив» для лечения заболеваний печени
различной этиологии (премия Правительства РФ в области науки и техники 2003
г.). В настоящее время этот препарат широко используется в практической
фармакологии. Разработан и препарат «Витафосфолип» — против атеросклероза.
Так данное исследование А.И. Арчакова и
А.В. Лисицы позволило создать новый метод оценки состояния здоровья,
перспективный подход к созданию новых лекарств и диагностических систем. С их
точки зрения авторов — «не оставляет никаких сомнений, что к середине и концу
нашего столетия наука о жизни будет занимать доминирующее положение и хотелось
бы, чтобы наука о жизни доминировала в нашей стране».
Фундаментальное изучение окислительной,
обезвреживающей функции цитохрома Р450 послужило основой для создания ряда
клинических тест-систем, биореакторов с заданным уровнем селективности, что
позволило создать принципиально новые технологии для синтеза и анализа
лекарственных соединений.
Более четверти века А.И. Арчаков
руководил НИИ биомедицинской химии. Основная методология, используемая исследовательским
коллективом под его руководством — изучение структурно-функциональной
организации макромолекул, определение локусов, ответственных за межмолекулярные
контакты, моделирование этих взаимодействий и получение синтетических аналогов
функционально важных фрагментов. Такие исследования стали возможны в связи с
освоением в Институте самых современных методов компьютерной биохимии,
биосенсорной, протеомной и генно-инженерной технологий. Работы выполнялись в
рамках программы фундаментальных научных исследований, научных проектов,
поддержанных Минобрнауки России и российскими научными фондами.
Под руководством А.И. Арчакова в ИБМХ
успешно реализована технология получения принципиально нового лекарственного
средства, которое восстанавливает функции биологических мембран, способствует
обратному транспорту холестерина и очищению сосудов от атеросклеротических
бляшек. До этого момента лекарств с таким механизмом действия не существовало.
В области нанобиотехнологии ИБМХ
находится на очень хорошем уровне. В Институте научились визуализировать
молекулы, манипулировать молекулами вируса, измерять их физико-химические
свойства — и перед учеными открывается новый, неизвестный ранее мир. Достижения
научных групп в этой области весьма существенны. Так, в стадии патентования
находится диагностический комплекс на основе атомно-силового микроскопа,
который позволяет считать количество вирусных частиц гепатитов В и С в плазме
крови — такое сделано впервые. Диагностика вирусных инфекционных заболеваний
сегодня построена на полимеразной цепной реакции: молекулы размножить в
пробирке и получить их концентрацию — скажем, миллион. В итоге появляется
возможность, взяв кровь у пациента, посчитать, сколько вирусных частиц
содержится в миллилитре — это совершенно новый подход. Коммерческих продуктов,
в которых он был бы реализован, на мировом рынке не существует. Проводить столь
сложные эксперименты пока могут лишь единичные лаборатории — в мире их не
насчитаешь и десятка. В ИБМХ это стало возможным благодаря оборудованию,
которое производит отечественная компания НТ-МДТ. Также здесь научились
обнаруживать единичные молекулы белка в биологическом материале.
С 2001 года в НИИ биомедицинской химии
им. В.Н. Ореховича работает оснащенный современной техникой первый в России
центр протеомных исследований. Институт стал головной организацией по
исполнению российской части масштабного международного проекта «Протеом
человека». Россия снова появляется на научной карте мира — если в «Геноме»
российские исследователи были, образно говоря, «за бортом», то в «Протеоме» —
одни из инициаторов проекта, в числе первых шести стран, которые начали работу.
Благодаря многолетней линии А.И.
Арчакова по развитию Института сегодня ИБМХ имени В.Н. Ореховича по праву
считается одним из наиболее крупных, всемирно известных научных центров, в
котором на высочайшем профессиональном уровне проводятся исследования в области
персонализированной медицины, генетических технологий, биоинформатики, других
передовых направлений современного научного знания. Нынешний исследовательский коллектив
достойно продолжает дело именитых предшественников, нацелен на поиск
эффективных решений в борьбе с опасными заболеваниями, активно участвует в
перспективных национальных и международных проектах и программах. НИИ
биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича был и остается символом самой высокой
академической, фундаментальной и прикладной науки.
Из интервью А.И. Арчакова: «Борьба с
онкологией будет развиваться в сторону совершенствования методов диагностики,
поскольку злокачественные опухоли успешно лечатся только на ранних стадиях.
Вопросы развития диагностики будут решаться при помощи нанобиотехнологий — мы
должны научиться создавать такие методы, с помощью которых можно будет
обнаруживать не миллионы раковых клеток в крови пациента, а единичные клетки.
Хороших механизмов для внедрения
диагностических тестов нет не только в России, но и во всём мире. Если уж быть
откровенным, за последние десятилетия лишь единичные диагностические тесты
введены в медицинскую практику. Почему это так? Они не могут быстро оправдать
себя как лекарства и, скорее, относятся к области страховой медицины. Не очень
понятно — кто должен заниматься внедрением в практику таких разработок. За
рубежом диагностикумы делают фирмы, многие из которых одновременно производят
лекарства, медицинское оборудование. А у нас кто? Функция ли это Минздрава,
медицинской промышленности? Вопрос очень сложный. У нас нет микроструктуры,
которая бы реально занималась внедрением».
А.И. Арчаков — научный руководитель
более 60 кандидатских диссертаций, научный консультант 15 докторских
диссертаций.
Он — автор более 700 научных трудов,
включающих около 400 научных статей, 6 монографий, 19 патентов и авторских
свидетельств. Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в
соавторстве: «Микросомальное окисление», «Оксигеназы биологических мембран»,
«Холестериноз. Теоретические и клинические аспекты)», «Cholesterosis: membrane cholesterol, theoretical
and clinical aspects, «Cytochrome P450 and active oxygen», «State of the Art on
Chromosome 18-centric HPP in 2016: Transcriptome and Proteome Profiling of
Liver Tissue and HepG2 Cells», «The Size of the Human Proteome: The Width and
Depth», «Targeted quantitative screening of Chromosome 18 encoded proteome in
plasma samples of astronaut candidate», «Safe drugs: Myth or reality?», «Recent
advances in proteomic profiling of human blood: clinical scop», «Spaceflight
effects on cytochrome P450 content in mouse liver», «Profiling proteoforms:
promising follow-up of proteomics for biomarker discovery», «Comparative Ranking
of Human Chromosomes Based on PostGenomic Data», «Chromosomecentric Approach to
Overcoming Bottlenecks in the Human Proteome Project», «Постгеномная медицина: альтернатива биомаркерам» и др.
С 1995 года — главный редактор научного
журнала «Биомедицинская химия», член редсовета журнала «Наноиндустрия».
Почётный профессор ВГМУ им. Н.Н.
Бурденко, член Нью-Йоркской академии наук, член Биохимического общества
Великобритании, член Европейской академии наук.
Член Президиума РАН (по 2022 г.), заместитель
председателя Экспертной комиссии РАН по Большой золотой медали имени М.В.
Ломоносова, в 2011 году избирался вице-президентом Российской академии
медицинских наук, заместитель академика-секретаря Отделения медицинских наук
РАН (по 2022), избирался членом Бюро Отделение медицинских наук РАН, член Бюро Секции
медико-биологических наук.
Член совета Российского фонда
фундаментальных исследований (РФФИ), Член Совета Президента РФ по поддержке
молодых ученых и ведущих научных школ, член Комитета Совета Федерации по образованию
и науке Федерального Собрания РФ, член ряда экспертных советов по
медико-биологическим проблемам при Министерстве науки и технологии РФ, председатель
Межведомственного научного совета по медицинской биохимии.
Член Международного союза по биохимии и
молекулярной биологии, член международных научных советов по «Микросомам и
окислению лекарств», «Биофизике и биохимии цитохрома Р450», член научного
совета международной организации «Протеом человека».
Награжден орденом «За заслуги перед
Отечеством» IV, III и II ст.
Лауреат Государственной премии СССР
(1983), лауреат Государственной премии РСФСР (1989), дважды лауреат
Государственной премии РФ (1998, 2022), лауреат премии Правительства РФ в
области науки и техники (2003).
Удостоен Большой золотой медали РАН
имени Н.И. Пирогова, премии им. А.Н. Баха Президиума АН СССР, ордена Пирогова, премии
имени В.С. Гулевича по биологической и медицинской химии Президиума РАМН, Диплома
за цикл работ «концепция обратного числа Авогадро в протеомных исследованиях» (2010),
звания «Ученый года» решением Независимого общественного совета конкурса «100
лучших организаций России. Наука. Инновации. Научные разработки» (2010).
Отмечен юбилейной медалью «300 лет
Российской академии наук».
В 2011 году Международным биографическим
центром Кембридж (Великобритания) внесен в список 100 лучших ученых в области
биомедицинских исследований. В 2011 году отмечен международной премией Scopus
Award как победитель в номинации «За вклад в развитие науки в области наук о
жизни». В 2015 году награжден дипломом Европейской академии естественных наук и
медалью Альберта Швейцера.