Кафедра является выпускающей по специальности «Биохимия» по специализациям «Аналитическая биохимия» и «Биохимия лекарственных средств» для первой и второй ступеней высшего образования.
В 2023 году в рамках специальности «Биохимия» введена профилизация «Аналитическая и фармацевтическая биохимия».
В настоящее время на кафедре биохимии ведется углубленная подготовка специалистов в области теоретических и практических основ наукоемких технологий: фармацевтической биотехнологии и нанобиотехнологии, метаболической инженерии, компьютерного конструирования и химии лекарственных соединений природного происхождения, технологии белковых лекарственных средств и фитопрепаратов, аналитической биохимии, биохимической фармакологии, медицинской биохимии, клинической биохимии, фармакологических и медико-биологических исследований.
Подготовка высококвалифицированных кадров для нового сегмента национальной экономики включает следующие направления:
- Моделирование заболеваний человека, идентификация метаболических маркеров патологических состояний с помощью постгеномных технологий — метаболомики, липидомики и протеомики, прогнозирование биобезопасности и эффективности новых лекарственных средств.
- Изучение биохимических механизмов несовместимости лекарственных веществ, исследование молекулярных механизмов заболеваний печени и нейродегенеративных патологий.
- Поиск новых молекулярных мишеней для профилактики и терапии заболеваний человека и животных, исследование взаимосвязи структура–функция для лекарственных соединений биологической природы, конструирование нанолекарств и исследование их фармакологической и биологической активности, создание наносистем транспорта лекарств на основе природных соединений.
- Исследование рецепторных и нерецепторных механизмов действия природных соединений и их синтетических аналогов; исследование закономерностей взаимодействия наночастиц металлов с белками и пептидами с целью создания новых высокоспецифичных и высокоэффективных противоопухолевых препаратов.
- Получение биофармсубстанций с помощью метаболической инженерии, генно-инженерных и гибридомных технологий, исследование их физико-химических и фармакологических свойств.
- Разработка технологий производства биофармсубстанций и готовых лекарственных форм на их основе.
- Разработка биохимических основ инженерной энзимологии, биомедицинской инженерии и бионанотехнологии.
- Метаболическая инженерия каллусных тканей и суспензионных культур клеток растений с целью создания продуцентов биологически активных веществ, обладающих противоопухолевым действием.
- Создание молекулярно-биологических и биохимических диагностических систем, разработка новых алгоритмов и лабораторных протоколов для клинической диагностики.
- Разработка методик количественного определения лекарственных соединений с помощью газовой хроматографии, высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии для анализа фармакокинетики и биоэквивалентных испытаний лекарственных препаратов, контроля качества и подлинности лекарственных препаратов.
- Использование масс-спектрометрии, газовой хроматографии и высокоэффективной жидкостной хроматографии для идентификации и структурного анализа биологически активных соединений и их метаболитов, метаболического фингерпринтинга и метаболического профилирования живых систем.
- Разработка и внедрение в учебный процесс новых информационно-образовательных технологий и интеллектуальных систем, создание оригинальных лабораторных работ на базе научных исследований преподавателей кафедры и подготовка учебно-методических комплексов по дисциплинам специальности «Биохимия» в рамках профилизации «Аналитическая и фармацевтическая биохимия».
Биохимия является одной из краеугольных теоретических и практических основ медицины и фармакологии, генетической инженерии и биотехнологии, биоинженерии, сельского хозяйства и ряда других отраслей промышленности.
Нарушения отдельных биохимических процессов играют решающую роль в развитии многих патологических состояний человека и животных. На настоящий момент известно более ста заболеваний, обусловленных нарушением функционирования ферментативных систем, отсутствием или неправильной работой отдельных ферментов вследствие наследственных дефектов.
В основе некоторых патологий лежат серьезные изменения в химической структуре белков и нуклеиновых кислот. В этой связи диагностика и лечение, профилактика и прогноз заболеваний невозможны без глубокого понимания биохимических механизмов патологии.
Успехи в расшифровке биохимических механизмов патологии во многом определяют стратегию создания новых лекарственных препаратов на основе природных и химически синтезированных физиологически активных соединений с прогнозируемыми видами терапевтического действия.
Любая биотехнология основана на биохимических процессах, направленная регуляция которых на уровне гена или фермента обеспечивает качество и количественный выход целевого продукта.
Без понимания закономерностей обмена веществ у сельскохозяйственных растений и животных сложно добиться повышения продуктивности в животноводстве и урожайности в растениеводстве.
Фармацевтическая биотехнология
«Фармацевтическая биотехнология» является интенсивно развивающейся отраслью фарминдустрии, научный потенциал которой определяет уровень инновационного развития экономики государства в целом. США, Евросоюз, Китай, Индия, Япония, Куба, Бразилия и многие другие страны рассматривают фармацевтическую биотехнологию в качестве одного из стратегических направлений своего развития.
В сфере производства лекарственных средств фармацевтическая биотехнология стремительно вытесняет традиционные химические технологии, так как открывает принципиально новые возможности по сравнению с химией лекарственных соединений. Её применение в фарминдустрии значительно снижает себестоимость препаратов, позволяет получать уникальные лекарственные соединения и одновременно решает проблемы утилизации промышленных и бытовых отходов.
Успешная переориентация отечественной фармацевтической промышленности на инновационный путь развития и создание новой биофармпродукции невозможны без совершенствования структуры и содержания подготовки высококвалифицированных научных и инженерных кадров в области технологий получения, выделения и очистки природных низкомолекулярных биорегуляторов, рекомбинантных пептидов, белков и вакцин, создания на их основе лекарственных препаратов и продуктов функционального питания.
На настоящий момент кафедра биохимии является единственным учебным центром в Республике Беларусь, осуществляющим подготовку специалистов в области фармацевтической биотехнологии.
Студенты на примере рекомбинантного лактоферрина человека, полученного в рамках научно-технической программы Союзного государства «БЕЛРОСТРАНСГЕН – 2», осваивают все стадии разработки инновационных биофармацевтических препаратов. Такая возможность является уникальным на сегодняшний день явлением не только для Республики Беларусь, но и для других стран СНГ.
Студенты-биохимики изучают объекты и методы фармацевтической биотехнологии, возможности интенсификации биотехнологических производств различных лекарственных соединений и биологически активных веществ.
Значительное внимание уделяется методам совершенствования и разработки новых продуцентов фармацевтической продукции, использованию клеточной и генетической инженерии, перспективам сочетания тонкого органического синтеза и биокатализа при создании различных видов лекарств.
Студенты-биохимики знакомятся с принципами и методами производства антибиотиков, стероидов, аминокислот, ферментов, иммунобиопрепаратов с использованием достижений геномики, протеомики, метаболомики и биоинформатики.
Использование научно-методической и материальной базы, сформированной в результате выполнения на кафедре биохимии инновационных проектов в области биофармацевтики, обеспечивает высокий уровень как теоретической, так и практической подготовки высококвалифицированных кадров для нового сегмента национальной экономики – высокотехнологичного наукоемкого биофармацевтического производства.
Метаболомика и метабономика
Имеющееся на кафедре современное аналитическое хроматографическое и масс-спектрометрическое оборудовани позволяет выполнять научные исследования на высоком международном уровне в области новых постгеномных технологий: метаболомики и метабономики.
Предметом изучения в обоих случаях является метаболом - совокупность всех низкомолекулярных метаболитов организма. Метаболом по своей фундаментальной значимости не уступает геному - совокупности всех генов, или протеому - совокупности всех белков, и представляет собой своеобразную “химическую проекцию” генома, реализуемую через протеом. Считается, что исследования в области метаболомики и метабономики окажут на медицину более существенное влияние, чем проект “Геном человека”, так как метаболом гораздо точнее отражает физиологические и патофизиологические процессы, протекающие в организме, что позволяет его использовать не только для ранней диагностики заболеваний человека, но и для оценки предрасположенности к патологии.
Интеграция в учебный процесс современного оборудования для изучения метаболомов микроорганизмов, растений и животных существенно расширяет материально-техническую базу лабораторных практикумов и позволяет студентам выполнять курсовые и дипломные работы на качественно новом научно-методическом уровне.
На базе НИЛ биохимии и фармакологии биологически активных веществ кафедры биохимии проводятся аналитические этапы биоэквивалентных испытаний лекарственных препаратов, произведенных отечественными и зарубежными фармацевтическими предприятиями: РУП «Борисовский завод медицинских препаратов»; РУП «Белмедпрепараты»; СООО «Лекфарм»; ООО «Фармтехнология»; РПУП «Академфарм»; ЧАО «Фармацевтическая фирма «ДАРНИЦА» (Украина); ОАО «АВВА РУС» (Россия), «POLPHARMA» (Польша), СП ООО «Фармлэнд». На настоящий момент проведены аналитические этапы биоэквивалентных испытаний более 100 лекарственных препаратов.
Имеющаяся научно-методическая база обеспечивает высокий уровень как теоретической, так и практической подготовки высококвалифицированных кадров в области разработки и валидации методик количественного определения лекарственных соединений и их метаболитов в биоматериале с помощью высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии, а также в области оценки качества и сравнительной биодоступности (биоэквивалентности) лекарственных средств.
Биохимическая и Метаболическая инженерия
«Метаболическая инженерия» - исследование специфических особенностей метаболизма у различных организмов, конструирование новых организмов и систем с направленно измененными метаболическими превращениями субстратов в продукты жизнедеятельности для их практического использования в промышленности, медицине, ветеринарии и экологии.
На кафедре ведутся работы по получению суспензионных культур клеток из каллусной ткани тиса, установлению закономерностей регуляции биосинтеза таксанов в клеточных культурах, разработке способов оптимизации процессов биосинтеза таксанов в клеточных культурах, проводится метаболомный анализ клеточных культур тиса с целью обнаружения новых дитерпеновых алкалоидов, обладающих противоопухолевым действием. Таксаны (дитерпеновые алкалоиды тисового дерева (Taxus baccata)), например, паклитаксел, и их полусинтетические аналоги (доцетаксел), относятся к числу наиболее перспективных биологических фармсубстанций. В настоящее время препараты, содержащие в качестве активных веществ паклитаксел и доцетаксел, занимают одну из ключевых позиций в клинической химиотерапии ряда опухолевых заболеваний (рак молочной железы, рак яичников, рак легкого).
Нанобиотехнология
«Нанобиотехнология» - или бионанотехнология (англ. nanobiotechnology) — область науки на стыке биологии и нанотехнологии, которая охватывает широкий круг технологических подходов, включая: применение нанотехнологических устройств и наноматериалов в биотехнологии; использование биологических молекул для нанотехнологических целей; создание биотехнологических продуктов, свойства которых определяются размерными характеристиками (для объектов, размер которых лежит в дипазоне 1–100 нм); использование биотехнологических подходов, в основе которых лежит принцип контролируемой самоорганизации наноструктур (словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов).
На кафедре биохимии изучаются закономерности взаимодействия наночастиц золота, оксида титана и магнетита с митохондриальным изоферментом аспартатаминотрансферазы, с простаноидами и эфриновыми рецепторами с целью создания новых высокоспецифичных и высокоэффективных противоопухолевых соединений (препаратов).
Cоздание диагностических систем
«Cоздание молекулярно-биологических и биохимических диагностических систем». На примере и с использованием разработанных на кафедре наборов для ИФА и РИА ведется подготовка специалистов в области создания молекулярно-биологических и биохимических диагностических систем.
На базе кафедры проводятся курсы повышения квалификации «Иммуноферментный анализ» для специалистов пищевой промышленности и ГУ "Главная государственная инспекция по семеноводству, карантину и защите растений".
