Уга́рова Ната́лья Никола́евна (род. 22.11.1936, Москва), советский и российский химик, биохимик, доктор химических наук (1982), профессор (1985), заслуженный деятель науки РФ (1999).

Биография

Отец – Овчинников Николай Захарович (1912–1972), мать – Угарова Наталия Ефремовна (1910–1986). Родители имеют происхождение из многодетных крестьянских семей разных районов Рязанской области.

В 1954 г. Угарова была зачислена на первый курс химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Получив диплом о высшем образовании с отличием в 1959 г., Угарова приняла приглашение на работу на кафедре химической кинетики в лаборатории И. В. Березина, под руководством которого она работала на химическом факультете до 1987 г.

Березин предложил Угаровой на выбор три темы по изучению химических реакций свободных метильных радикалов с молекулами углеводородов: две темы были связаны с реакциями в неполярных растворителях, а третья тема – с реакциями в воде. Угарова выбрала третью – малоизученную тему. Весной 1966 г. защитила кандидатскую диссертацию «Исследование кинетики и механизма некоторых радикальных реакций в водных растворах».

Осенью 1966 г. Угарова была командирована на преподавательскую работу в столицу Камбоджи, в построенный Советским Союзом Технический институт в г. Пномпень. Там она читала лекции по химии и вела семинарские занятия на французском языке, создала практикум по органической химии в условиях нехватки реактивов и лабораторного оборудования. За эту работу Угарова в 1968 г. была удостоена Королевского ордена Камбоджи (степень офицера).

В 1968 г. вернулась из Камбоджи в научный коллектив профессора Березина, который к этому времени стал ведущим учёным в СССР по изучению кинетики и механизмов ферментативных процессов. Основными модельными ферментами в проводимых исследованиях были протеазы: химотрипсин, трипсин, папаин и др.

Научная деятельность

Угарова начала изучать новый класс ферментов – катализаторов окислительно-восстановительных реакций – пероксидазу хрена, а с 1975 г. – люциферазу светляков. Актуальность кинетического изучения этих ферментов определялась необходимостью получения новых данных для более глубокого понимания взаимосвязи между структурой и функциями этих биокатализаторов и их практического применения в высокочувствительном анализе физиологически важных веществ.

В 1982 г. Угарова защитила докторскую диссертацию «Кинетические закономерности катализа пероксидазой и люциферазой и проблемы использования этих ферментов для определения микроколичеств веществ».

Для пероксидазы впервые был проведён физико-химический анализ роли функциональных групп белка в катализе, стабилизация третичной структуры фермента и формирование активного центра фермента. Анализ кинетики индивидуального и совместного окисления различных субстратов пероксидазы позволил доказать участие в реакции комплексов промежуточных соединений этого фермента с окисляемыми субстратами и объяснить явление «субстрат-субстратной» активации пероксидазного окисления, а также широкую субстратную специфичность этого фермента. Впервые пероксидаза была применена для определения большого числа веществ: субстратов, ингибиторов и активаторов фермента, которые являются физиологически активными ионами металлов, органическими азот- и серосодержащими соединениями, лекарственными агентами.

Изучение биолюминесцентной системы светляков началось в СССР в 1975 г. по инициативе И. В. Березина. К 1982 г. под руководством Угаровой была получена высокоочищенная люцифераза светляков Luciola mingrelica, изучены её биохимические и кинетические свойства, выявлены сходства и различия с люциферазой из американских светляков Photinus pyralis. Была выяснена роль субъединичных взаимодействий и сульфгидрильных групп в катализе и стабильности действия люциферазы. Особый практический интерес представляли предложенные высокоэффективные методы иммобилизации люциферазы, повышающие её стабильность в сотни раз при сохранении высокой каталитический активности. Биолюминесцентные реагенты на её основе были успешно использованы для определения микроколичеств аденозинтрифосфата (АТФ) – главного показателя жизнеспособности живых клеток, активности АТФ-зависимых ферментов, присутствия в средах с живыми клетками ионов металлов (магний, ртуть) и биоцидов.

Ввиду большой научной и практической важности биолюминесцентных систем на кафедре химической энзимологии 7 мая 1979 г. была организована лаборатория физико-химических основ биоконверсии энергии, которую сначала возглавил И. В. Березин, а в 1980 г. Угарова. Лаборатория скоро стала единственным в СССР научно-практическим центром по разработке и внедрению биолюминесцентных высокочувствительных и высокоспецифичных методов анализа на основе люциферазы светляков в биотехнологии, санитарии, пищевой промышленности и медицине.

Среди наиболее важных результатов исследований Угаровой можно отметить следующие:

1) установлено, что активность люциферазы регулируется фосфолипидами, что определяет её мембранную активность; активация липидами оказалась необходимым условием проявления высокой активности фермента;

2) клонирование гена люциферазы светляков Luciola mingrelica и получение рекомбинантного фермента открыло новые возможности детального изучения взаимосвязи между структурой и функциями фермента, а также позволило создать набор мутантных форм люциферазы Luciola mingrelica с изменёнными спектрами биолюминесценции («зелёные» и «красные» люциферазы);

3) получение методом направленной эволюции термостабильных мутантов люциферазы легло в основу разработки коммерческого ферментсодержащего АТФ-реагента для широкого использования в биолюминесцентном анализе.

Угарова – автор более 400 печатных работ, обзоров, коллективных монографий, методических пособий и патентов.

С самого начала своей научной деятельности много времени и внимания уделяла работе со студентами. Среди её учеников академик РАН А. Г. Габибов, академик АН Якутии Б. М. Кершенгольц, А. П. Савицкий, Л. Ю. Бровко, М. И. Кокшаров и др.

Заместитель заведующего кафедрой химической энзимологии химического факультета МГУ (с 1974).

Член учёного совета химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова (1984–2015); заместитель председателя диссертационного совета ВАК Д 053.05.76, МГУ имени М. В. Ломоносова, химический факультет (июль 1999 – август 2017); заместитель председателя диссертационного совета МГУ 014.4, химический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова (с сентября 2017).

Награды

Медали «За освоение целинных земель» (1957) (Джамбульская область, 1956; Кустанайская область, 1957), «Ветеран труда» (1985), «В память 850-летия Москвы».

Серебряный диплом ВДНХ (1986). Лауреат Почётной грамоты МГУ (2019). Почётные знаки в связи с 200-летием МГУ (1955), 225-летием МГУ (1980), 250-летием МГУ (2005).