Родилась в еврейской семье. Отец был служащий (управляющий фабрикой).
В 1918 г. окончила 88-ю трудовую школу в Москве.
В 1918-23гг. служила в Наркомпроде, затем в Хлебопродукте в должности конторщика,делопроизводителя, заведующей отделением, секретаря отдела, корреспондента.
В 1924—1925 гг. преподавала естествознание и экономическую географию в средней школе34.
В 1919 г.поступила на физико-математический факультет МГУ и в 1927 г. окончила Химическоеотделение, защитив дипломную работу «Об ангидридном комплексе эдестина,содержащем гексониевые основания» (1929г).
В 1928—1929 г. работала препаратором и лаборантом Химического отделения .
В 1929—1931 гг. — в аспирантуре химфака (научный руководитель Н. Д. Зелинский). После окончания аспирантуры в 1931 г.была оставлена работать на Химфаке МГУ ассистентом, преподавала органическую химию. Научную работу вела в лаборатории химии белка, руководителем которой был Н. Д. Зелинский,а заместителем Н. И. Гаврилов. Одновременно работала старшим научным сотрудником биохимического Института им. Баха.
В 1935 г защитила кандидатскую диссертацию и получила звание доцента кафедры органической химии. Хорошовладела тремя языками: французским, английским, немецким.
В 1941 г. эвакуировалась вместе с университетом в Ашхабад, где наряду с МГУ работала старшим научным сотрудником в Туркменском филиале АН СССР.
В 1956 г защитила диссертацию на степень доктора химических наук. Имеет более 50 печатных работ.
С 1967 г — старший научный сотрудник кафедры химии природных соединений Химфака МГУ. Более 20 лет Мария Моисеевна читала спецкурс для студентов, специализирующихся в области химии белка. Будучи эрудированным ученымв области органической химии, прекрасным лектором и педагогом, она пользовалась заслуженным авторитетом среди сотрудников и студентов Химического факультета.Мария Моисеевна активно участвовала в общественной работе: до 1929г была библиотекарем на фармзаводе № 2.
В 1929—1934 г на выборной работе: секретарём месткома; заведующей производственным сектором; членом вузовско-аспирантского бюро; председателем местного аспирантского бюро, секретарём бюро секции научных работников (СНР), агитатором студенческих групп. Была членом вузбюро СНР по шефству над кавалерийской бригадой.Награды: медаль «За трудовую доблесть во время Великой Отечественной войны» (1946г), многочисленные почётные грамоты и благодарности за общественную, педагогическую и научную работы от руководства химического факультета и Университета (1931—1941 гг.).12 января 1970 г. была уволена с должности в связи с уходом на пенсию. Мария Моисеевна в различные периоды становления науки обелках занималась актуальными проблемами химии белков и пептидов, изучениемструктуры и свойств производных аминокислот.
В начале своей научнойдеятельности, будучи ещё аспиранткой у Гаврилова Н. И. она изучала и дополнялавместе с ним дикетопиперазиновую теорию строения белка.
В рамках этой теории исследовалисьангидридные комплексы, об одном из которых (выделенном из белка эдестина) былаопубликована статья, дискуссионного характера, содержащая ценную информацию,отражающую представления о строении белков в России и во всём мире на момент еёнаписания (1929 г).Дикетопиперазины составляли важное направлениеранних исследований Ботвиник, они упоминаются и в статье «К вопросу олактам-лактамной перегруппировке» (1937).
В этой работе решена проблема неопределенности формы амидов путём определения двойной связи по углерод-азоту, так как последняя специфична только для лактимной перегруппировки.
В качестве метода для изучения перегрупировки амидной связи была использована реакция Прилежаева: действие пербензойной кислоты на двойную связь.Заинтересовавшись пербензойной кислотой, М.М. Ботвиник уже со своими коллегами и учениками стала расширять исследования, чтобы понять, насколько глубоко и по какому механизму идет окисление этой кислотой. Дело в том, что использование пербензойной кислоты в качестве реактива для качественного, а тем более количественного определения двойной связи углерод-азот требовало более детального изучения характера окисления.
С одним из своих первых студентов, М.А. Прокофьевым, они изучили окисление этим реактивом имидазола и его производных. Имидазольное кольцо было удобно для данного исследования, так как оно является очень стабильным. Кроме того, эта группировка широко распространена в белке. Соотношение азотосодержащих соединений было практически не изучено .
В данной работе был выяснен механизм окисления имидазольного кольца. Окисление шло через стадию двуокиси и приводило к мочевине: Несмотря нато, что дикетопиперазиновая теория развивалась вплоть до конца 40-х годов ХХвека, М. М. довольно быстро поняла ложность этой теории и осталась преверженицейпептидной теории Э. Фишера, которую она преподавала студентам и ученикам.Дальнейшая работа М. М. была посвящена оксиаминокислотам, в особенности серину. Областьоксиаминокислот привлекала в 40-е г. внимание многих исследователей. Выделениеиз белков треонина, эфиров фосфорной кислоты с оксиаминокислотами, данные означении гидроксильной группы при ферментативном расщеплении белка показывали,что оксигруппа, а, следовательно, и оксиаминокислоты играют определенную и,может быть, немаловажную роль в белках.
Но знания об этой группе аминокислот в 1930-е годы былидовольно скудными. Особенно мало было известно об оксиаминокислотах жирногоряда.
В связи с этим возникали трудности выделения и определения этихсоединений. Вполне доказанными в белке можно было считать: тирозин, оксипролин,серин, треонин и b-оксиглютаминовуюкислоту. Данные об b-оксивалине,оксилизине, окситрептофане и ряде других требовали подтверждения. Так, треонин,впервые упоминаемый В. С. Садиковым и Н. Д. Зелинским в 1923г, былокончательно доказан в белках только в 1935г после выделения из фибрина крови.
В поисках специфичных особенностей оксиаминокислот Ботвиники её группа остановились на реакции дегидратации, характерной для b-оксикислот. Однако при подходе к исследованиямони столкнулись с не разработанностью методов синтеза оксиаминокислот.Было установлено, что наилучшим и универсальнымметодом синтеза b-окси-a-аминокарбоновыхкислот является синтез треонина из кротоновой кислот.
Он заключается в реакции непредельной кислоты с ацетатом ртути в растворе метиловогоспирта. После аминирования аммиаком и отщепления метоксигруппы бромистоводороднойкислотой образуется b-окси-a-аминокислота.Далее была найдена характерная реакция для b-окси-a-аминокарбоновыхкислот жирного ряда — дегидратация бензойным ангидридом с образованиемненасыщенных азалактонов. Установлено, что дегидратация происходит послепредварительной циклизации. Так же был изучен гидролиз азалактонов до ациловнепредельных аминокислот.Реакция дегидратации представляла двоякий интерес. Содной стороны эта реакция должна быть характерна только для оксиаминокислот, сдругой — не исключена возможность, что именно таким путём идёт распадоксиаминокислот, если не invivo,то invitro.Из различных деградационных средств исследователи остановились на бензойномангидриде как на сравнительно мягком реагенте.
В работах М. М. Ботвиник и сотр.прослеживается направление подбора условий для улучшения выхода азалактона: времени, температуры режима и характера обработки исходных веществ.
В 1940-е М. М. Ботвиник удалось осуществить синтез b-оксинорвалина и выяснить механизмреакции получения этого вещества. А в 1948 г. Мария Моисеевна разработала качественныереакции на b-оксиаминокислотыи серин. Основой для этой реакции явилась способность оксиаминокислот принагревании с уксусным или бензойным ангидридом переходить в ненасыщенныеазалактоны. Появляющуюся двойную связь можно легко обнаружить обесцвечиваниемперманганата по Байеру. Образующиеся ненасыщенные азалактоны малоустойчивы ипри нагревании разлагаются до соответствующих кетокислот.
В случае серинаобразуется пировиноградная кислота, которая с силициловым альдегидом в щелочнойсреде дает оранжево-коричневую окраску. Таким путём можно определять положениесерина в пептиде. Из всех аминокислот, встречающихся в белках, обе реакции даеттолько цистеин, который подобно оксиаминокислотам, превращается в ненасыщенныйазалактон.Также Ботвиник многие годы посвятила исследованиямреакций с пербензойной кислотой. Её работы подтвердили на ряде примеровактивность углерод-азотной двойной связи. Одновременно с этим было найдено, чтожирные амины, подобно ароматическим, окисляются пербензойной кислотой и чтоспособность азотсодержащей группы вступать в реакцию связана с наличиемсвободных электронов у азота. Доказано, что кислые свойства соединений понижают их реакционнуюспособность.
В 1946г вышла статья, в которой совместно сакадемиком Н. Д. Зелинским Мария Моисеевна восполняют пробелы в данных посодержанию оксиаминокислот в белках.
В 1951г в Учёных записках МГУ, посвященных 90-летиюН. Д. Зелинского, была опубликована статья, где излагались многие ценныепредставления относительно специфики свойств белков. Показано, что оксигруппа в ряде изученных белков доминирует либо составляетзначительную часть полярных функциональных групп белка. Данноеисследование позволило значительно продвинуться в решении вопроса о роли гидроксилав белке.
С целью выяснения возможных путей подхода к изучениюроли гидроксила в белке М. М. и сотрудники исследовали реакционную способностьгидроксила в оксиаминокислотах, в частности, по отношению к оксизалонам; поставилипри этом и вторую цель — получение эфирной связи аминокислоты, по оксигруппе. Высокоесодержание оксиаминокислот в ряде белков, в частности, в фибриллярных белках,выявило, что гидроксил играет особую специфическую роль, образуя лабильныесвязи в белках или между белками.
В качестве экспериментального подходаБотвиник пробовала применить для обнаружения эфирной связи гидроксамовую реакцию.Оказалось, если проводить последнюю в строго выбранных условиях, то реагируеттолько эфирная связь.
С помощью гидроксамовой реакции стало возможно разрешитьинтересную и важную проблему о форме связи гидроксила в белковой молекуле.Продолжались работы и по изучению свойств эфирнойсвязи, образованной аминокислотой и гидроксильной группой b-оксиаминокислоты. Авторы полагали, чтоизучение наряду с амидообразной других форм связи, в том числе эфирной, имеетсущественное значение для разрешения вопроса строения белка. Для этой цели в 1953 г. были разработаныметоды синтеза и получены N, O-пептиды серина, а также изучено ихотношение к ферментам.
В качестве ферментов использовались панкреатин икристаллический трипсин, а позднее пепсин и папаин. Среди полученных соединений: О-(бензоилфенилаланин)-N-бензоилсерин, этиловый эфирО-(бензоиламиноизобутирил)-N-бензоилсерина, изопропиловый эфир N, O-ди-(фталилглицил)-серинаи метиламид О-(бнзоилфенилаланил)-N-бензоилсерина.
В 1953г Ботвиник впервые были синтезированы ряд эфиров иамидов, ацилированных пептидов серина. Среди них: изопропиловый эфир N-(фталилглицил)-серина с выходом72 %, метиловый эфир N-(фталилглицил)-серина — 54 %,метиловый эфир N-(п-толуолсульфоглицил)-серина — 46 %,метиловый эфир N-(бензоилфенилаланил)-серин— 71 %. Последний в виде двух стереомеров. Метиловые эфиры действием метиламинапревращались в соответствующие амиды N-ацильныхпроизводных пептидов серина.Таким образом, был решен вопрос о возможностиобразования О-пептидной связи по гидроксилу серина, разработаны условия исинтезирован ряд N, О-пептидовсерина, N-бензоил-О-пептидовсерина и их производных. Далее в 1955г, вместе с уже упомянутой С. М. Аваевой, М. М.Ботвиник принялась за оксиаминокислоту треонин. Были синтезированы N-ацил-О-пептидов треонина иаллотреанина.
На примере этихсоединений в последующих работах изучена возможность ферментативного гидролизаО-пептидной связи в пептидах треонина, что явилось переходом к новомунаправлению в исследованиях — к ферментативным синтезам.
В 1958 г. М. М. Ботвиник опубликоваластатью «Ферментативный синтез оптически деятельных пептидов из гликолевыхэфиров D, L-аминокислот» . Оказалось, чтоферментативный гидролиз гликолевых эфиров ациламинокислот можно использоватьдля разделения ацил-D, L-аминокислотна оптические антиподы.
В 1964г с помощью метода ИК-спектроскопии была выявленапричина появления рацемизации, наблюдающейся при синтезе нитрофениловых эфировкарбобензоксипептидов карбодиимидным методом. Появление такой рацемизации явилосьследствием азалактонизации пептидов.
В качестве продолжения изучения переносааминокислотных остатков с О-пептидов b-аминокислотна белки с помощью метода радиоактивных изотопов М. М. Ботвиник и А. П. Андреевойбыл синтезирован N-бензоил-(О-бензоилфенилаланил-С14)-серин,который в дальнейшем под действием химотрипсина взаимодействовал с альбуминомсыворотки крови и отдельно с инсулином. Устойчивость полученных препаратовк щелочи позволила предположить, что присоединение идёт за счёт образованиястабильных пептидных связей.
Это предположение в дальнейшем продолжалиразвивать. Так, в том же году Мария Моисеевна проводила аналогичную реакцию срибонуклеазой. Оказалось, что рибонуклеаза способна сама активироватьпроцесс переноса бензоилфенилаланила на белок, а химотрипсин в этой реакцииявляется своего рода ингибитором.
В конце 60-х г. Марией Моисеевной и её коллегами дляизучения ферментов стали широко применяться хромогенные субстраты. При работе спротеиназами хорошо зарекомендовали себя нитроанилиды аминокислот. Они использовалиськак в теоретических исследованиях, так и в медицине для диагностики различныхзаболеваний. Как синтетические субстраты п-нитроанилиды заинтересовали учёныхещё в довоенные годы. Однако синтез этих соединений представлял некоторыетрудности. Особенно сложно было получить оптически чистые и одновременно легкорастворяющиеся субстраты. Поэтому М. М. Ботвиник и Е. В. Раменским был разработанметод получения оптически чистых n-нитроанилидовацетил-L-лейцинаи ацетил-L-фенилаланина.Параллельно, начиная с 1964 г, М. М. Ботвиник и С. М.Аваеву привлекали вопросы строения фосфопротеидов, в частности выясненияхарактера связи фосфорной кислоты с белком. Макроэргический характер фосфорныхсвязей в фосфоропротеинах, их большая лабильность, высокая реакционнаяспособность и ряд других особенностей позволяли предполагать наличие вфосфопротеинах различных форм связей. Основываясь на предположении о существованиив белках, помимо моноэфирной, ещё и пирофосфатных связей, исследователями подруководством Марии Моисеевны были получены 2 соединения, которые являлисьпредставителями нового класса дисерилпирофосфатов: Р1Р2-ди(бензиловыйэфир N-карбобензоксисерил)-Р1Р2-дибензилпирофосфати Р1Р2-ди(метиламид N-бензоилсерил)-Р1Р2-дибензилпирофосфат.
В дальнейшем проводилось подробное изучение свойств данных соединений. Работы в этих направлениях сталипродолжаться в 1970-х годах коллегами и сподвижниками Марии Моисеевны.Например, в работах по изучению серилпирофосфатов типа I Аваевойбыла изучена устойчивость этих соединений при различных рН, кинетика ихкислотного гидролиза, ферментативный гидролиз неорганической пирофосфатазойдрожжей и щелочной фосфатазой E. Coli.
Карта сайта
