Отдел структурной биологии

Основными задачами отдела является установление фундаментальной взаимосвязи структура-динамика-функция для белков и пептидов различных семейств для выяснения молекулярных механизмов их биологической активности в организме, а также рациональной разработки прототипов лекарственных препаратов направленного действия. Основными объектами исследования рассматриваются водорастворимые белки, мембранные белки и мембраноактивные пептиды из различных живых организмов. В рамках работы Отдела решаются фундаментальные задачи современной биологии, а именно выяснение механизмов работы различных белковых соединений на молекулярном и клеточном уровнях. В то же время, направленное конструирование биологически- активных соединений, в том числе с использованием бионанотехнологий, требует глубокого понимания структурно-динамической организации и функционирования их белковых мишеней (во многих случаях локализованных в биологических мембранах). Отдел разрабатывает новые комплексные методики исследований на основе белковой инженерии, современных структурных методов ЯМР, компьютерного моделирования, оптической микро- и спектроскопии является актуальным трендом, способствующим получению уникальных данных о взаимосвязях между структурой и функцией белков и пептидов. Спектроскопия ЯМР является уникальным методом, позволяющим получить экспериментальную информацию о структуре, динамике и межмолекулярных взаимодействиях для пептидов и белков, зачастую имеющих подвижные участки и выполняющих биологическую функцию в гетерогенном окружении. Современные методы белковой инженерии позволяют в достаточном количестве для структурных исследований получить препараты водорастворимых и мембранных белков (в том числе изотопно- меченые производные) из различных живых организмов. Компьютерное моделирование помогает исследовать на атомистическом уровне структуру и динамику белков и мембран, детализировать их взаимодействия при выполнении биологической функции. С помощью оптической микро- и спектроскопии возможно охарактеризовать белковые препараты, а также получить экспериментальную информацию о структурно-функциональных свойствах белковых соединений на молекулярном и клеточном уровнях.

Сотрудниками отдела ведутся работы по следующим перспективным направлениям:

  • Структурно-функциональные исследования механизмов регуляции потенциал-управляемых ионных каналов – важных мишеней для лечения заболеваний-нервной и нейромышечной систем организма и аутоиммунных заболеваний
  • Структурно-функциональные исследования механизмов регуляции рецепторных тирозин-киназ – важных мишеней для противоопухолевой терапии
  • Структурно-функциональные исследования антибиотиков и антимикробных пептидов, как прообразов новых классов антибактериальных препаратов
  • Исследование метаболома крови и тканей мозга пациентов с глиомами, как важный шаг для разработки новых методов ранней диагностики и персонифицированной медицины онкологических заболеваний

Для реализации стратегических направлений исследований запущена программа модернизации приборного парка лабораторий, входящих в Отдел. Отдел реализует исследования в рамках темы ГЗ № 0101-2019-0015.