Группа нанобиоинженерии

Отдел биоинженерии

Руководитель: Некрасова Оксана Васильевна, к. б. н.
okatja@yandex.ru+7(495)3306638

биоинженерия; мембранные белки; лиганды; лиганд-рецепторные взаимодействия

Работа группы направлена на биоинженерное конструирование рекомбинантных белков и полипептидов, разработку методов их выделения и ренатурации, изучения их свойств с привлечением современных физико-химических методов и методов  нанотехнологии.

Группа сотрудничает с Лабораторией оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул, Группой молекулярных инструментов для нейробиологии, Лабораторией молекулярной токсинологии, а также с подразделениями других учреждений – кафедрой биоинженерии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, лабораторией физико-химических основ рецепции ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН.

Группа нанобиоинженерии образована в 2010 году в составе Отдела биоинженерии ИБХ РАН.

  • Биоинженерия клеточной мембраны целых клеток – биоинженерное конструирование и встраивание в бактериальную мембрану рекомбинантных мембранных рецепторов, изучение их лиганд-связывающих свойств в составе клеточной мембраны с использованием флуоресцентных методов детекции.
  • Разработка биоинженерных подходов к получению рекомбинантных мембранных светочувствительных белков с целью исследования их структурной организации и особенностей фотохимических превращений. 
  • Разработка биоинженерных методов получения растворимых белковых и пептидных лигандов в функционально-активной форме с целью изучения их взаимодействия с рецепторными белками. 

1.     Разработана биоинженерная тест-система изучения взаимодействия калиевых каналов с лигандами. Тест-система основана на использовании флуоресцентно-меченых пептидных зондов и гибридных калиевых каналов, встроенных в бактериальную мембрану целых клеток. Детекция лиганд-рецепторных взаимодействий осуществляется методом лазерной сканирующей конфокальной микроскопии (ЛСКМ). С помощью тест-системы в ядах животного происхождения найдены и охарактеризованы новые пептидные блокаторы калиевых каналов Kv1.1, Kv1.3, имеющих важное биомедицинское значение. С привлечением методов молекулярного моделирования проводится изучение молекулярных основ взаимодействия пептидных токсинов с калиевыми каналами, осуществляется конструирование мутантных форм пептидных токсинов с повышенной избирательностью действия в отношении канала-мишени. Разработан принцип создания генокодируемых флуорецентных лигандов калиевых каналов с целью их использования в качестве флуоресцентных зондов при изучении связывания пептидных блокаторов с каналами, а также для визуализации калиевых каналов в клетках и тканях. Работа проводится совместно с подразделениями ИБХ РАН – лабораторией оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул, группой молекулярных инструментов для нейробиологии, лабораторией молекулярной токсинологии, а также с кафедрой биоинженерии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

2.     Разработан биоинженерный метод супер-продукции рекомбинантного бактериородопсина (из Halobacterium salinarum) в системе экспрессии E.coli. Фотохимические свойства рекомбинантного бактериородопсина аналогичны свойствам мономерной формы природного бактериородопсина. Рекомбинантный бактериородопсин и его мутантные формы используются для изучения первичных стадий фотоцикла и процессов переноса энергии методом фемтосекундной абсорбционной спектроскопии (совместно с лабораторией физико-химических основ рецепции ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН). 

3.     Разработаны новые эффективные биоинженерные методы получения функционально-активных рекомбинантных лигандов: дисульфид-богатых пептидных токсинов из яда скорпионов; эфрина А1 - лиганда эфриновых рецепторов. Полученные рекомбинантные пептиды и белки используются в различных исследованиях лиганд-рецепторных взаимодействий.

Ф.И.О.ДолжностьКонтакты
Некрасова Оксана Васильевна, к. б. н.рук. подр.okatja@yandex.ru+7(495)3306638
Кудряшова Ксения Сергеевна, к. б. н.н.с.rekamoskva@mail.ru
Крюкова Елена Александровнан.с.kelen.kryukova@yandex.ru+7(495)330-69-83
Якимов Сергей Александровичинж.-иссл.+7(495)330-72-74
Бирих Клара Рудольфовна, к. б. н.ст. инж.+7(495)336-42-00

Ранее здесь работали:

Тихонов Роман Владимирович, к. х. н.с.н.с.

Избранные публикации (показать все)

Загружаются...

Научные проекты

Загружаются...

Некрасова Оксана Васильевна

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. 52, комн. 264
  • Тел.: +7(495)3306638
  • Эл. почта: okatja@yandex.ru

MeKTx11-1, селективный пептидный блокатор калиевого канала Kv1.2 из яда скорпиона M. eupeus: структурные основы селективности (2018-11-27)

Оксана В. Некрасова, К.С. Кудряшова (Отдел биоинженерии, группа нанобиоинженерии), А.А. Василевский, А.И. Кузьменков, А.М. Гиголаев (Лаборатория молекулярных инструментов для нейробиологии), А.О. Чугунов, В.М. Табакмахер, Р. Г. Ефремов (Группа анализа структуры мембранных белков in silico, Лаборатория моделирования биомолекулярных систем), А.В. Феофанов (Лаборатория оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул).

Исследован уникальный высокоаффинный и высокоселективный пептидный блокатор канала Kv1.2 - MeKTx11-1 из яда скорпиона Mesobuthus eupeus. Пептид MeKTx11-1 и его мутантные аналоги были получены в рекомбинантной форме, их рецептор-связывающая активность изучена на панели Kv1-каналов. Проведено молекулярное моделирование взаимодействия этих пептидов с каналом Kv1.2, установлены ключевые структурные детерминанты этого взаимодействия. Пептид MeKTx11-1 является новым эффективным молекулярным инструментом для нейробиологии, позволяющим идентифицировать и изучать активность канала Kv1.2 в присутствии различных изоформ Kv1-каналов.

В сотрудничестве с S.Peigneur, J.Tytgat из University of Leuven, Бельгия и А.Ф. Фрадков из ООО Евроген.

Разработка эффективного метода получения рекомбинантных пептидов α-KTX – блокаторов калиевых каналов (2017-11-28)

Разработан биоинженерный метод получения пептидных блокаторов калиевых Kv1-каналов, который отличается: высоким выходом целевых пептидов (12-22 мг/л культуры);

сохранением нативной аминокислотной последовательности пептидов; высоким выходом ренатурированной формы пептидов с правильно замкнутыми тремя и четырьмя дисульфидными связями; простой и надежной процедурой выделения и очистки. Получаемые этим методом рекомбинантные пептиды семейства α-КТх обладают активностью исходных природных блокаторов. Пептидные высокоаффинные блокаторы  калиевых каналов из яда скорпионов широко используются для изучения структуры и функции каналов и имеют перспективное медицинское значение.

Разработка интегрального транскриптомного и протеомного подхода для поиска блокаторов калиевых каналов в яде животных (2016-03-27)

Авторы: 

Кузьменков А.И., Василевский А.А., Гришин Е.В. Отдел молекулярной нейробиологии.

Кудряшова К.С., Некрасова О.В., Кирпичников М.П. Отдел биоинженерии.

Феофанов А.В. Лаборатория оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул. 

Аннотация: 

Разработан оригинальный подход для поиска новых лигандов калиевых каналов, объединяющий биоинженерную клеточную тест-систему и транскриптомный и протеомный анализ яда животных. С применением этого подхода из яда скорпиона Mesobuthus eupeus были получены восемь высокоаффинных пептидных блокаторов потенциал-зависимого калиевого канала Kv1.1, включая пять новых пептидов. Предложенный подход является универсальным и эффективным инструментом для направленного поиска блокаторов калиевых каналов в природных ядах.