Лаборатория инженерии белка

Отдел биоинженерии

Руководитель: Долгих Дмитрий Александрович

белковая инженерия, мембранные белки, de novo дизайн белковых молекул, структурно-функциональные исследования белков, получение и исследование природных и модифицированных рекомбинантных белков для медицины и биотехнологии

Лаборатория занимается конструированием и исследованием различных рекомбинантных  белков, прежде всего, представляющих интерес для медицины и биотехнологии. В частности, сотрудники изучают токсины, антитела, циткины, мембранные белки (рецепторы, транспортеры, ионные каналы и другие).

Группа Екатерины Люкмановой, в настоящее время преобразованная в самостоятельную лабораторию, исследует «трехпетельные» белки человека семейства Ly6/uPAR и родственные им нейротоксины из яда змей. В центре внимания находятся молекулярные механизмы взаимодействия изучаемых белков с их рецепторами. Коллектив группы владеет передовыми технологиями рекомбинантной продукции «трехпетельных» белков, недоступных из природных источников. Это позволило впервые исследовать пространственную структуру и провести ряд функциональных исследований таких белков человека как Lynx1 (фактор регуляции нейропластичности), а также SLURP-1 и SLURP-2 (ауто/паракринные регуляторы эпителиальных клеток). Эти белки в будущем могут быть использованы в качестве прототипов для препаратов, улучшающих когнитивные функции, противораковых препаратов, а также лекарств, направленных на лечение ряда кожных заболеваний.

В настоящее время активно ведется исследование новых малоизученных «трехпетельных» белков Lypd6 и Lypd6B. Кроме того, группа сотрудничает с группой структурной биологии ионных каналов ИБХ РАН в исследовании потенциалозависимых ионных каналов человека.

Группа Теймура Алиева занимается дизайном и усовершенствованием (гуманизация, увеличение аффинности) рекомбинантных моноклональных антител, разработкой методов их экспрессии в клетках млекопитающих. Такие антитела могут быть использованы для терапии и диагностики аутоиммунных, онкологических и инфекционных заболеваний.

В Лаборатории получают антитела против вируса гриппа А с использованием иммуноглобулина А в попытке создать универсальное профилактическое средство против всех подтипов вируса А. Помимо этого, сотрудники получают уникальные антитела для создания средства профилактики и терапии на ранних стадиях лихорадки Эбола.

Кроме того, Лаборатория занимается созданием искусственных связывающих белков, обладающих функциями антител. Для отбора белков разрабатывается система клеточного дисплея белкового домена фибронектина. В частности, для этих целей используется белок внешней мембраны микроорганизма, выделенного из вечной мерзлоты, – аутотранспортер Psychrobacter cryohalolentis. Другим интересным объектом является протеородопсин Exiguobacterium sibiricum, впервые изученный сотрудниками Лаборатории. Совместно с Институтом структурной биологии в Гренобле исследована пространственная структура этого белка.

Еще одна группа под руководством Марине Гаспарян разработала и получила уникальный рецептор – селективный мутантный вариант противоопухолевого цитокина TRAIL (tumour-necrosis-factor-related apoptosis-inducing ligand) – DR5-B, который на порядок эффективнее убивает опухолевые клетки по сравнению с TRAIL дикого типа как отдельно, так и в комбинации с химиопрепаратами. Препарат DR5-B в доклинических испытаниях показал отсутствие токсичности, а значит, может рассматриваться как эффективное средство для терапии опухолевых заболеваний различного происхождения.

Группа Риты Чертковой проводит исследования функциональных активностей белка-переносчика электронов – цитохрома с из различных организмов. С помощью мутагенеза удалось установить аминокислотные остатки, которые отвечают за проявление активности этого белка в апоптозе, а также остатки, отвечающие за связывание с белковыми редокс-партнерами, благодаря чему осуществляется перенос электронов в дыхательной цепи. Проводятся исследования механизмов меж- и внутримолекулярного электронного транспорта цитохрома с, результаты которых могут быть использованы для получения электронных устройств с молекулами белка в виде монослоя на проводящих поверхностях.

На протяжении многих лет в Лаборатории создаются и исследуются искусственные белки на основе альбебетина – первого искусственного белка, созданного под заданную структуру. В результате были получены варианты альбебетина, обладающие противовирусной, антипролиферативной и инсулин-подобной активностью. Кроме того, альбебетин и его биологически активные варианты использовали в качестве модельных белков для исследования закономерностей формирования амилоидных фибрилл, лежащих в основе болезни Альцгеймера.

Исследования проводятся в сотрудничестве с Биологическим факультетом МГУ, НИИ гриппаВсероссийским научным центром молекулярной диагностики и леченияИнститутом белка РАНИнститутом физико-химических и биологических проблем РАНПочвенным институтом им. В.В. ДокучаеваУниверситетом КопенгагенаУниверситетом Калифорнии в Ирвайне и др.

Лаборатория инженерии белка создана в 2002 году как самостоятельное научно-исследовательское структурное подразделение ИБХ РАН на основе лаборатории химии генов и группы белковой инженерии лаборатории спектрального анализа. Лабораторию основал академик Михаил Петрович Кирпичников, который сейчас является деканом Биологического факультета МГУ и руководителем отдела биоинженерии ИБХ РАН. За пионерские работы по конструированию искусственных белков с заданной структурой и биологической активностью, положившие начало развитию молекулярной биоинженерии в нашей стране, М.П.Кирпичникову и Д.А.Долгих была присуждена Государственная премия РФ в области науки и техники за 1999 г. (совместно с О.Б. Птициным и А.В. Финкельштейном из Института белка РАН).

Сейчас Лабораторией руководит профессор Дмитрий Александрович Долгих. Он специализируется в области структурно-функциональных исследований, дизайна и биоинженерии белков. Под его руководством сотрудники Лаборатории провели фундаментальные исследования структуры и функции целого ряда белков, представляющих первостепенный научный и научно-прикладной интерес, в том числе цитокинов, биологически активных искусственных белков, нейротоксинов, цитохрома с, ионных каналов, антител.

Лаборатория инженерии белка ИБХ РАН проводит фундаментальные и социально ориентированные прикладные исследования в области генетической и белковой инженерии, в том числе:

  • получение и исследование рекомбинантных белков, представляющих биомедицинский интерес; прежде всего, мембранных и мембранно-активных белков;
  • изучение структурно-функциональных отношений в белках;
  • конструирование de novo белков для исследования принципов их структурной организации;
  • создание новых, не существующих в природе белков, обладающих заданными полезными свойствами.

К основным достижениям лаборатории инженерии белка с момента ее создания относятся следующие работы:

  • На основе белка de novo альбебетина с заданной структурой были сконструированы искусственные белки, моделирующие противовирусный центр связывания aльфа2-интерферона человека и обладающие выраженной противовирусной активностью, сравнимой с активностью aльфа2-интерферона.
  • Была создана уникальная высокоэффективная экспрессирующая система для получения нейротоксина II из яда кобры Naja oxiana, в результате чего были проведены структурно-функциональные исследования и сконструированы мутантные варианты нейротоксина II c измененной специфичностью взаимодействия с рецепторами и предложена модель взаимодействия нейротоксина с липидным окружением рецептора.
  • Были сконструированы и получены мутантные варианты цитохрома с, лишенные апоптозной активности, но сохраняющие функцию переносчика электрона в дыхательной цепи и антиоксидантные свойства цитохрома с.
  • Была получена новая холодоактивная эстераза Грам-отрицательной бактерии Psychrobacter cryohalolentis, выделенной из вечной мерзлоты, определена ее пространственная структура и функциональные свойства.
  • Был получен бактериородопсин Exiguobacterium sibiricum – новый уникальный представитель семейства ретиналь-содержащих белков, осуществляющих трансмембранный перенос протонов, и выявлены основные этапы этого процесса, а также определена его пространственная структура и показано, что он представляет собой новый тип протонного насоса: его протон-акцепторный участок включает сопряженные остатки His57 и Asp85, а донором протонов для основания Шиффа является остаток лизина.
  • Были получены рекомбинантные нейромодуляторы Lynx1 и SLURP-1 человека – уникальные белки-регуляторы никотинового ацетилхолинового рецептора и проведено исследование их физико-химических свойств; была определена пространственная структура Lynx1.
  • Была разработана бесклеточная система синтеза интегральных мембранных белков, основанная на использовании мембраномиметиков (мицеллы детергентов, бицеллы, липосомы и липид-белковые нанодиски), которая позволяет получать структурированные и функционально активные мембранные белки. С помощью этой уникальной системы мы планируем в ближайшее время получить ряд мембранных белков, исследование которых позволит создавать новые высокоэффективные препараты для медицины и биотехнологии.
ФИОДолжностьКонтакты
Долгих Дмитрий Александрович, д.б.н.г.н.с.
Гаспарян Марине Эдуардовна, к.б.н.с.н.с.
Некрасов Алексей Норбертович, к.ф.-м.н. с.н.с.an_nekrasov@mail.ru
Некрасова Оксана Васильевна, к.б.н.с.н.с.
Петровская Лада Евгеньевна, к.х.н.с.н.с.
Черткова Рита Валерьевна, к.б.н.с.н.с.
Шингарова Людмила Николаевна, к.х.н.с.н.с.
Крюкова Елена Александровнан.с.
Панина А.А.н.с.
Топорова В.А.н.с., тех.-лаб.
Топорова В.А.н.с., тех.-лаб.
Яголович Анна Валерьевна, к.б.н.н.с.anne-gor2002@yandex.ru
Артыков Артем Александровичм.н.с.
Балабашин Д.С.м.н.с.
Гапизов Султан Шахбанович, к.б.н.м.н.с.
Ларина Мария Викторовнам.н.с.
Семенова Марина Андреевнам.н.с.
Якимов С.А.инж.-иссл.
Исакова Алина Алексеевнам.н.с.
Никонова Д.Д.тех.-лаб.
Слатинская О.В.тех.-лаб.
Болдырева Е.Ф.инженер

Ранее здесь работали

Колосов М.Н., акад., проф., д.х.н.
Вульфсон Андрей Николаевич, к.х.н.
Алиев Теймур Кантамирович
Алиев Теймур Кантамирович
Алиев Теймур Кантамирович
Аргентова Виктория Витальевна, к.б.н.
Аргентова Виктория Витальевна, к.б.н.
Литвинов И.С., к.б.н.
Люкманова Екатерина Назымовна, д.б.н.ekaterina-lyukmanova@yandex.ru
Панкратов А.А.
Шульга А.Н.
Шульга Алексей Анатольевич, к.б.н.
Гончарук Марина Валерьевна, к.б.н.m.s.goncharuk@gmail.com
Зырянова И.М., к.б.н.
Плотникова Е.А.
Шулепко Михаил Анатольевич, к.б.н.
Бочкова Ж.В.
Брянцева Т.В.
Гончарук Сергей Александрович, к.б.н.ms.goncharuk@gmail.com, +7(926)567-15-40
Кульбацкий Дмитрий Сергеевич, к.б.н.
Ларина Е.Н.
Рыбченко Владислав Сергеевич
Рыбченко Владислав Сергеевич
Рыбченко Владислав Сергеевич
Добрынина Т.В.
Журавлева Ф.В.
Смирнова О.М.
Бычков Максим Леонидович
Ким Я.В.
Охрименко Иван
Аргентова-Стивенс А.
Воронцова Е.В.
Зверева А.С.
Зверева А.С.
Ландик Н.С.
Маркова Т.Г.
Нуреев М.
Загрузка...
Загрузка...

Долгих Дмитрий Александрович

Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте

Загрузка...