Мари́я Моисе́евна Ботви́ник (реже встречается написание Ботвинник; , — , ) — советский учёный-химик, доктор химических наук, специалист в области химии белка, в частности, оксиаминокислот. Впервые в России синтезировала важнейшие оксиаминокислоты и их производные, значительно продвинула химию в решении вопроса о роли гидроксила в белке, механизмах действия ферментов.
Биография Родилась в еврейской семье. Отец был служащий (управляющий фабрикой).
В 1918 году окончила 88-ю трудовую школу в Москве. В 1918-23 годах служила в Наркомпроде, затем в Хлебопродукте в должности конторщика, делопроизводителя, заведующей отделением, секретаря отдела, корреспондента. В 1924—1925 годах преподавала естествознание и экономическую географию в средней школе № 34.
В 1919 году поступила на физико-математический факультет МГУ и в 1927 году окончила Химическое отделение, защитив дипломную работу «Об ангидридном комплексе эдестина, содержащем гексониевые основания» (1929г)Gawrilow N. J., Botwinic M. M. Uber einen Anhydridkomplex aus Edestin, der die Hexonbasen enthalt // Biochemische Zeitschrift, 1929, v. 214, p. 119.. В 1928—1929 годах работала препаратором и лаборантом Химического отделения. В 1929—1931 годах — в аспирантуре химфака (научный руководитель Н. Д. Зелинский). После окончания аспирантуры в 1931 году была оставлена работать на Химфаке МГУ ассистентом, преподавала органическую химию. Научную работу вела в лаборатории химии белка, руководителем которой был Зелинский, а заместителем Н. И. Гаврилов. Одновременно работала старшим научным сотрудником биохимического Института им. Баха.
В 1935 году защитила кандидатскую диссертацию и получила звание доцента кафедры органической химии. Хорошо владела 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 учёным в области органической химии, прекрасным лектором и педагогом, она пользовалась заслуженным авторитетом среди сотрудников и студентов Химического факультета.
Активно участвовала в общественной работе: до 1929 г. 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 добросовестный труд в Великой Отечественной войне» (1946), многочисленные почётные грамоты и благодарности за общественную, педагогическую и научную работы от руководства химического факультета и Университета (1931—1941 гг.).
12 января 1970 года уволена с должности в связи с уходом на пенсиюАрхив Химфака МГУ, Ф. 4, оп. 10 л., д. Ботвиник, 58 л..
Научная деятельность Ботвиник в различные периоды становления науки о белках занималась актуальными проблемами химии белков и пептидов, изучением структуры и свойств производных аминокислот. В начале своей научной деятельности, будучи ещё аспиранткой у Гаврилова Н. И. она изучала и дополняла вместе с ним дикетопиперазиновую теорию строения белка. В рамках этой теории исследовались ангидридные комплексы, об одном из которых (выделенном из белка эдестина) была опубликована статья, дискуссионного характера, содержащая ценную информацию, отражающую представления о строении белков в России и во всём мире на момент её написания (1929 г).
Дикетопиперазины составляли важное направление ранних исследований Ботвиник, они упоминаются и в статье «К вопросу о лактам-лактамной перегруппировке» (1937)Ботвиник М. М., Гаврилов Н. И. К вопросу о лактам-лактамной перегруппировке //ЖОХ, 1937, 7, 1614.. В этой работе решена проблема неопределённости формы амидов путём определения двойной связи по углерод-азоту, так как последняя специфична только для лактимной перегруппировки. В качестве метода для изучения перегруппировки 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 идёт 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 изученоБотвиник М. М., Прокофьев М. А. Окисление имидазола и его производных пербензойной кислотой //ЖОХ, 1937, 7, 1621—1628.. В данной работе был выяснен механизм окисления имидазольного кольца. Окисление шло через стадию двуокиси и приводило к мочевине:
Несмотря на то, что дикетопиперазиновая теория развивалась вплоть до конца 1940-х годов, Ботвиник довольно быстро поняла ложность этой теории и осталась приверженицей пептидной теории Э. Фишера, которую она преподавала студентам и ученикам. Дальнейшая работа Ботвиник была посвящена оксиаминокислотам, в особенности серину. Область оксиаминокислот привлекала в 1940-е годы внимание многих исследователей. Выделение из белков треонина, эфиров фосфорной кислоты с оксиаминокислотами, данные о значении гидроксильной группы при ферментативном расщеплении белка показывали, что оксигруппа, а, следовательно, и оксиаминокислоты играют определённую и, может быть, немаловажную роль в белках.
Знания об этой группе аминокислот в 1930-е годы были довольно скудными. Особенно мало было известно об оксиаминокислотах жирного ряда. В связи с этим возникали трудности выделения и определения этих соединений. Вполне доказанными в белке можно было считать: тирозин, оксипролин, серин, треонин и b-оксиглютаминовую кислоту. Данные об b-оксивалине, оксилизине, окситрептофане и ряде других требовали подтверждения. Так, треонин, впервые упоминаемый В. С. Садиковым и Н. Д. ЗелинскимСадиков В. С., Зелинский Н. Д. // Biochem., Z., 1923, 143. в 1923 году, был окончательно доказан в белках только в 1935 году после выделения из фибрина крови.
В поисках специфичных особенностей оксиаминокислот Ботвиник и её группа остановились на реакции дегидратации, характерной для b-оксикислот. Однако при подходе к исследованиям они столкнулись с не разработанностью методов синтеза оксиаминокислот.
Было установлено, что наилучшим и универсальным методом синтеза b-окси-a-аминокарбоновых кислот является синтез треонина из кротоновой кислот. Он заключается в реакции непредельной кислоты с ацетатом ртути в растворе метилового спирта. После аминирования аммиаком и отщепления метоксигруппы бромистоводородной кислотой образуется b-окси-a-аминокислота.
Далее была найдена характерная реакция для b-окси-a-аминокарбоновых кислот жирного ряда — дегидратация бензойным ангидридом с образованием ненасыщенных азалактонов. Установлено, что дегидратация происходит после предварительной циклизации. Также был изучен гидролиз азалактонов до ацилов непредельных аминокислотБотвиник М. М., Прокофьев М. А., Морозова Е. А. // Уч. записки МГУ, 1941, в. LXXII, 245..
Реакция дегидратации представляла двоякий интерес. С одной стороны эта реакция должна быть характерна только для оксиаминокислот, с другой — не исключена возможность, что именно таким путём идёт распад оксиаминокислот, если не in vivo, то in vitro. Из различных деградационных средств исследователи остановились на бензойном ангидриде как на сравнительно мягком реагенте. В работах Ботвиник и сотрудники прослеживается направление подбора условий для улучшения выхода азалактона: времени, температуры режима и характера обработки исходных веществ.
В 1940-е годы Ботвиник удалось осуществить синтез b-оксинорвалина и выяснить механизм реакции получения этого веществаБотвиник М. М., Морозова Е. А., Самсонова Г. // ДАН СССР, 1941, 30, № 2, 132. А в 1948 году Ботвиник разработала качественные реакции на b-оксиаминокислоты и серинБотвиник М. М., Глухман Г. Я., Северин И. С. //ДАН СССР, 1948, 63, № 3, 269.. Основой для этой реакции явилась способность оксиаминокислот при нагревании с уксусным или бензойным ангидридом переходить в ненасыщенные азалактоны. Появляющуюся двойную связь можно легко обнаружить обесцвечиванием перманганата по Байеру. Образующиеся ненасыщенные азалактоны малоустойчивы и при нагревании разлагаются до соответствующих кетокислот. В случае серина образуется пировиноградная кислота, которая с силициловым альдегидом в щелочной среде даёт оранжево-коричневую окраску. Таким путём можно определять положение серина в пептиде. Из всех аминокислот, встречающихся в белках, обе реакции даёт только цистеин, который подобно оксиаминокислотам, превращается в ненасыщенный азалактон.
Также Ботвиник многие годы посвятила исследованиям реакций с пербензойной кислотой. Её работы подтвердили на ряде примеров активность углерод-азотной двойной связи. Одновременно с этим было найдено, что жирные амины, подобно ароматическим, окисляются пербензойной кислотой и что способность азотсодержащей группы вступать в реакцию связана с наличием свободных электронов у азота. Доказано, что кислые свойства соединений понижают их реакционную способностьБотвиник М. М. // ЖОХ, 1946, 16, № 6, 863.. В 1946 г/ вышла статья, в которой совместно с академиком Н. Д. Зелинским Мария Моисеевна восполняют пробелы в данных по содержанию оксиаминокислот в белкахБотвиник М. М., Нерсесова Н. Е. // ДАН СССР, 52, № 5, 433..
В 1951 году в Учёных записках МГУ, посвящённых 90-летию Н. Д. Зелинского, была опубликована статья, где излагались многие ценные представления относительно специфики свойств белков. Показано, что оксигруппа в ряде изученных белков доминирует либо составляет значительную часть полярных функциональных групп белка. Данное исследование позволило значительно продвинуться в решении вопроса о роли гидроксила в белке. С целью выяснения возможных путей подхода к изучению роли гидроксила в белке Ботвиник и сотрудники исследовали реакционную способность гидроксила в оксиаминокислотах, в частности, по отношению к оксизалонам; поставили при этом и вторую цель — получение эфирной связи аминокислоты, по оксигруппе. Высокое содержание оксиаминокислот в ряде белков, в частности, в фибриллярных белках, выявило, что гидроксил играет особую специфическую роль, образуя лабильные связи в белках или между белками. В качестве экспериментального подхода Ботвиник пробовала применить для обнаружения эфирной связи гидроксамовую реакцию. Оказалось, если проводить последнюю в строго выбранных условиях, то реагирует только эфирная связь. С помощью гидроксамовой реакции стало возможно разрешить интересную и важную проблему о форме связи гидроксила в белковой молекулеБотвиник М. М., Аваева С. М., Одинец В., Яшунский В. // Уч. записки МГУ, в. 151, 323, (1951).