Группа химии хромопротеинов

Руководитель: Мартынов Владимир Иванович, к. х. н.
+7 (495) 336-51-11 · vimart@list.ru

Посттрансляционные модификации; светочувствительные белки; флуоресцентные белки; GFP

В работе Группы используются как классические методы биохимии (выделение хромофорсодержащих пептидов с помощью ВЭЖХ, масс-спектрометрия высокого разрешения для идентификации белков и обнаружения посттрансляционных модификаций), так и методы молекулярной биологии для создания белков с новыми свойствами (сайт-направленный мутагенез, экспрессия генов). Также в группе проводятся кристаллографические исследования и компьютерное моделирование белков для определения их пространственных структур.

Направления исследований

Основным направлением исследований подразделения является изучение различных типов посттрансляционных модификаций белков. В настоящее время в Группе проводятся исследования необычных посттрансляционных модификаций флуоресцентных белков семейства GFP. В результате этих реакций из аминокислот GFP-подобных белков образуются различные типы хромофоров, которые, в основном, определяют спектральные свойства флуоресцентного белка. Исследуются химические механизмы реакций, пространственная структура белков и структура различных типов хромофоров, а также влияние этих структур на максимумы поглощения и эмиссии света.

Основные достижения

С помощью методов белковой химии и масс-спектрометрии была обнаружена новая посттрансляционная модификация флуоресцентного белка из кораллового полипа (z2FP574). Показано, что, в отличие от ранее описанных белков, хромофор z2FP574 подвергается посттрансляционному сопряженному окислению-декарбоксилированию и эта реакция является необходимым условием для перехода белка из зеленого флуоресцентного состояния в красное. Для исследования промежуточных продуктов реакции была получена мутантная форма белка, в которой реакция окисления-декарбоксилирования контролируется температурой (см. рисунок, вставка вверху). Полученные кристаллические структуры этого мутанта в переходном зеленом и красном флуоресцентном состоянии позволяют сделать выводы о структурных основах зелено-красного превращения.

Реакция окислительного декарбоксилирования, приводящая к образованию «красного» хромофора z2FP574. Вверху в эппендорфах показано превращение мутанта, остановленное на различных стадиях созревания.

Ф.И.О.ДолжностьЭл. почта
Пахомов Алексей Александрович, к. х. н.н.с.
Плетнёва Надежда Владимировна, к. х. н.н.с.

Избранные публикации

  1. Pakhomov A.A., Martynov V.I. (2008). GFP family: structural insights into spectral tuning. Chem. Biol. 15 (8), 755–64 [+]

    В обзоре систематизированы белки семейства GFP согласно посттрансляционным реакциям и структурам хромофоров. Обобщены современные данные, касающиеся влияния структуры на спектральные свойства этих белков.

  2. Pakhomov A.A., Martynov V.I. (2007). Chromophore aspartate oxidation-decarboxylation in the green-to-red conversion of a fluorescent protein from Zoanthus sp. 2. Biochemistry 46 (41), 11528–35 [+]

    В статье описана новая посттрансляционная реакция белков семейства GFP, которая лежит в основе красной флуоресценции z2FP574 из Zoanthus sp. 2.

  3. Pletneva N., Pletnev V., Tikhonova T., Pakhomov A.A., Popov V., Martynov V.I., Wlodawer A., Dauter Z., Pletnev S. (2007). Refined crystal structures of red and green fluorescent proteins from the button polyp Zoanthus. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 63 (Pt 10), 1082–93 [+]

    Определена кристаллическая структура белка z2FP574 и его мутантов на различных стадиях созревания. Сделаны выводы, касающиеся структурных основ зелено-красного превращения флуоресценции z2FP574 из Zoanthus sp. 2.

  4. Tretyakova Y.A., Pakhomov A.A., Martynov V.I. (2007). Chromophore structure of the kindling fluorescent protein asFP595 from Anemonia sulcata. J. Am. Chem. Soc. 129 (25), 7748–9 [+]

    С помощью масс-спектрометрии высокого разрешения показано, что хромофор белка asFP595 является посттрансляционным продуктом реакции гидролиза DsRed-подобного хромофора и представляет собой кето-производное.

  5. Martynov V.I., Kostina M.B., Feigina M.I.u., Miroshnikov A.I. (1983). Limited proteolysis studies on molecular organization of bovine rhodopsin in the photoreceptor membrane. Bioorg Khim. 9, 734–745 [+]

    С помощью ограниченного протеинолиза на диск-мембранах нативной и инвертированной ориентации впервые показано, что зрительный родопсин состоит из семи трансмембранных доменов, пронизывающих фоторецепторную мембрану. Определены участки полипептидной цепи, экспонированные в цитоплазматическое и внутридисковое пространство фоторецепторной клетки, а также участки, погруженные в фосфолипидный матрикс.

Руководитель подразделения

Мартынов Владимир Иванович

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. 33, комн. 633
  • Тел.: +7 (495) 336-51-11
  • Эл. почта: vimart@list.ru