Например, при так называемом альфа-эффекте, отражающем расположение атомов различных элементов по отношению к кремнию, обнаружено интересное явление: кремнеорганические амины не подчиняются известным законам замещения атомов. Это в определённой мере приоткрывает тайну превращения кремния в живой природе. А его содержится достаточно много в живых организмах, особенно в диатомеях — микроскопических одноклеточных существах, обитающих в морях и океанах и образующих там около половины всей массы органического вещества; в силикатных бактериях, разрушающих горные породы и повышающих сопротивляемость растений против болезней. Особенно высоким содержанием кремнезёма отличаются хвощи, папоротники, злаки. Кремний присутствует почти во всех тканях и органах человека.
Известно, что лёгкие теряют кремний при туберкулёзе, сосуды — при атеросклерозе. Этот элемент концентрируется в опухолевых клетках, в чём, вероятно, проявляется защитная реакция организма.
Лаборатория Эдмунда Лукевица синтезирует биологически активные соединения силициума (так кремний называется по-латыни) в виде препаратов для лечения целого ряда болезней. Известно, что в молекулярной структуре полусинтетических пенициллинов есть фрагмент, который легко разрушается. А если заменить его кремниевой группой, то получаются более устойчивые лекарства с усиленным лечебным эффектом. Таков гексациллин — противоинфекционный препарат, уже прошедший проверку во ВНИИ по биологическим испытаниям химических соединений. Сейчас на Рижском заводе медицинских препаратов осваивается его промышленное производство.
Среди фармакологических средств до сих пор не было фунгицидов (противогрибковых средств), созданных силильным (кремниевым) синтезом. Можно считать, что здесь, в лаборатории Эдмунда Лукевица, найден первый такой фунгицид, в десять раз менее токсичный, чем известный нистатин, и обладает более широким спектром действия. Он активен не только против грибковых заболеваний, но и подавляет рост болезнетворных бактерий, в частности стафилококков. Готовая форма нового фунгицида может с успехом применяться в ветеринарии.
В конце года противогрибковый препарат и ещё ускоритель заживления ран, также силильной природы, должны быть представлены на утверждения фармакологическому комитету Минздрава СССР.
— Есть и ещё одна находка, — рассказывает Лукевиц. — Мы брали уже известные классы соединений, действующих на центральную нервную систему и вводили в их структуру кремнесодержащие группы. Результат удивительный: вещества были возбуждающими, а стали снотворными. Эти исследования требуют времени и, видимо, продолжатся и в следующую пятилетку. Возможно, такие вещества найдут применение в ветеринарии для лечения стресса у животных. Проблема стрессов у сельскохозяйственных животных волнует специалистов, так как связана с другой серьёзной проблемой — повышением продуктивности животноводства.
Силильный метод применяется и в тонком органическом синтезе теперь уже всемирно известного противоопухолевого препарата под названием фторафур. Приоритет создания фторафура принадлежит директору Института органического синтеза академику Соломону Ароновичу Гиллеру, его ученице Регине Жук, а уточнение технологии биосинтеза фторафура с применением кремния состоялось в лаборатории под руководством Лукевица.
Кремний расположился в четвёртой группе периодической системы элементов Менделеева, сразу же под углеродом — основным структурным элементом живой и неживой природы. Ещё ниже стоит германий. По своим химическим свойствам он ближе к углероду. Выяснено, что химические соединения германия отличаются низкой токсичностью, то есть более безвредны.
Не ослабляя интереса к силильным методам, коллектив лаборатории элементорганических соединений внимательно приглядывается и к германию. Оказывается, он непременно присутствует в растениях, обладающих стимулирующими свойствами, — женьшене, чесноке, алоэ. Уже экспериментально созданы пятнадцать Германийсодержащих препаратов, и переданы в институтский биологический корпус. Для чего они? Исследования покажут. Во всяком случае есть сведения, что в США зарегистрировано одно противоопухолевое лекарство, имеющее в своей структуре германиевую группу.
Сегодня мы с полным правом можем сказать, что созданы научные основы биокремнеорганической химии. А в обозримом будущем появится возможность подвести относительные итоги, касающиеся химии элемента германия, применительно к его биологической роли. Это огромный комплекс исследований, рождённый в Риге, которому предстоит развиваться долгие годы и обогатить отечественную науку новыми открытиями.
Лукевиц Эдмунд Янович (14.12.1936 — 21.11.2009) академик
АН Латвии и Нью-Йоркской АН
