Лаборатория молекулярных инструментов для нейробиологии

Кто мы?

Лаборатория была организована в 2017 году на основе существовавшей с 2014 года группы, созданной в рамках программы Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология» одновременно с образованием в ИБХ отдела молекулярной нейробиологии (де факто группа существовала с 2008 года). У нас молодой амбициозный коллектив, и мы всегда рады новым коллегам: аспиранты, студенты, приходите к нам!

Чем мы занимаемся?

  1. Исследованием плохо изученных природных ядов: медуз, многоножек, некоторых видов пауков, жуков-листоедов, морских ежей и скатов-хвостоколов.
  2. Созданием молекулярных инструментов исследования нейрорецепторов.
  3. Созданием средств диагностики и терапии заболеваний.

 

Наши международные партнеры:

Лаборатория токсикологии и фармакологии Лёвенского католического университета (Бельгия). Заведующий профессор Ян Титгат. Toxicology and Pharmacology, KU Leuven (Belgium). Head, Professor Jan Tytgat.

Лаборатория экспериментальной анестезиологии и исследования боли, Кёльнская университетская клиника (Германия). Заведующий профессор Тим Хухо. Experimental Anesthesiology and Pain Research, University Hospital of Cologne (Germany). Head, Professor Tim Hucho.

Лаборатория профессора Мадьюк, Стэнфордский университет (США). Заведующий профессор Мерритт Мадьюк. Maduke Lab, Stanford University (USA). Head, Professor Merritt Maduke.

Лаборатория профессора Кулльманна, Институт неврологии Университетского колледжа Лондона (Великобритания). Заведующий профессор Димитрий Кулльманн. Kullmann Lab, Institute of Neurology, University College London (UK). Head, Professor Dimitri Kullmann.

Избранные публикации (показать все)

Загружаются...

Василевский Александр Александрович

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. 51, комн. 365
  • Тел.: +7(495)336-65-40
  • Эл. почта: avas@ibch.ru

Структура двудоменных токсинов пауков (2017-11-28)

В яде многих пауков обнаружены двудоменные токсины, объединяющие в своей структуре модули, похожие на «простые» однодоменные токсины. Мы провели детальное структурное исследование тех токсинов, что состоят из дисульфид-богатых (похожих на обычные нейротоксины) и линейных (похожих на обычные цитотоксины) модулей. Линейные модули могут служить для ассоциации двудоменных токсинов с мембранами вследствие формирования амфифильных спиралей, характерных для мембрано-активных пептидов. Предложен механизм действия двудоменных токсинов по типу «мембранного доступа» (membrane access): линейные модули взаимодействуют с липидным бислоем, а дисульфид-богатые – с белковым рецептором.

Биомолекулярные инструменты для визуализации ионных каналов (2016-11-19)

Мы создали высокоаффинные химерные молекулы на основе флуоресцентных белков и токсинов скорпионов, селективно воздействующих на потенциал-чувствительные калиевые каналы человека. Мы также продемонстрировали возможности использования таких химер в нейробиологии для визуализации ионных каналов: изучения их локализации, профиля экспрессии в клетках, тканях и органах. Кроме того, представляется возможным использование новых инструментов для скрининговых технологий и диагностики целого ряда заболеваний.

Создана база данных пептидных токсинов из яда скорпионов – Kalium (2016-11-19)

Была создана исчерпывающая база данных токсинов скорпионов, действующих на калиевые каналы (KTx), получившая название Kalium.

Kalium имеет открытый доступ и соответствующие ссылки на другие базы данных, такие как UniProt, PDB и NCBI Taxonomy Browser. Основной особенностью Kalium является простота представленных данных в соответствии с актуальной классификацией KTx. Все данные показаны в виде одной таблицы с возможностью сортировки и фильтрации по разным параметрам. Для каждой молекулы в составе Kalium были учтены все посттрансляционные модификации и рассчитаны молекулярные массы. Было проанализировано порядка 300 публикаций, из которых были взяты экспериментальные данные по физиологической активности KTx. Актуальная информация сопровождается ссылкой на соответствующую статью.

Эта инициатива получила широкое одобрение сообщества, в качестве экспертов Kalium выступили ведущие мировые ученые, занимающиеся исследованием животных ядов. Подробнее читай в пресс-релизе на сайте ИБХ.

Параллельная эволюция токсинов-модуляторов натриевых каналов у мигаломорфных и аранеоморфных пауков (2016-03-21)

Мы провели детальное структурное и функциональное исследование токсина Hm-3 из яда аранеоморфного паука Heriaeus melloteei. Структура токсина была исследована с помощью ЯМР-спектроскопии, а активность – с помощью электрофизиологии. Оказалось, что подобно многим токсинам мигаломорфных пауков, Hm-3 формирует мотив «цистинового узла», обладает амфифильной структурой, способен связываться с мембранами и ингибирует активацию потенциал-чувствительных натриевых каналов, по-видимому, по механизму «мембранного доступа». Гидрофобные «хребты» на поверхности молекул Hm-3 и токсинов мигаломорфных пауков однако расположены с противоположных сторон. Мы предполагаем параллельную эволюцию ингибиторов активации натриевых каналов у мигаломорфных и аранеоморфных пауков.

Разработка интегрального транскриптомного и протеомного подхода для поиска блокаторов калиевых каналов в яде животных (2016-03-21)

Разработан оригинальный подход 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.

Предложен удобный «минималистичный» структурный каркас для «скаффолд-инженерии» – проектирования белков с заданной функцией (2015-01-21)

Белковые структуры (типы укладки) различаются по размерам и сложности и, следовательно, по удобству их использования в биоинженерии. Для открытого нами семейства защитных пептидов растений, называемых α-гарпининами, характерна простая укладка. Она состоит из двух коротких α-спиралей, скрепленных двумя дисульфидными мостиками. Подобная структура характерна для некоторых токсинов моллюсков-конусов и скорпионов – ингибиторов калиевых каналов. Мы пересадили функционально важные аминокислотные остатки из токсина в защитный пептид и получили химерную молекулу, полностью воспроизводящую функции токсина. α-Гарпининовая укладка представляется простым и удобным структурным мотивом для белковой инженерии и может быть использована для рационального дизайна лекарственных средств.

Публикации

  1. Berkut AA, Usmanova DR, Peigneur S, Oparin PB, Mineev KS, Odintsova TI, Tytgat J, Arseniev AS, Grishin EV, Vassilevski AA (2014). Structural similarity between defense peptide from wheat and scorpion neurotoxin permits rational functional design. J Biol Chem 289 (20), 14331–14340