Мирошников Анатолий Иванович

Личная информация

Академик Мирошников А.И. - крупный специалист в области биотехнологии и технологии природных и синтетических соединений, а также биоорганической химии.

Карьера

1963—1964: стажёр-исследователь Новосибирского Института органической химии СО АН СССР;

1964—1983: старший лаборант, с 1965 г. младший научный сотрудник, с 1971 г. старший научный сотрудник Института химии природных соединений АН СССР (ИХПС; ныне Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им. акад. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН — ИБХ РАН);

1980—1983: член Учёного совета, учёный секретарь ИБХ им. М.М. Шемякина  АН СССР;

1983—1986: заместитель начальника Второго управления - начальник производственного отдела Министерства медицинской промышленности СССР;

1986—1987: помощник Министра медицинской и микробиологической промышленности СССР;

1987—1991: директор Всесоюзного научно-исследовательского института лекарственных растений (ВИЛР), с 1988 г. - генеральный директор НПО "ВИЛР" Министерства медицинской и микробиологической промышленности СССР;

1991—2017.: заместитель директора ИБХ РАН по научной работе (с 2004 г. - с выполнением обязанностей заместителя директора Филиала ИБХ РАН в г. Пущино), заведующий лабораторией биотехнологии ИБХ;

2017—по наст.вр.: научный руководитель по направлению «Биоинженерия».

Преподавательская деятельность

1974—1982: заведующий базовой кафедрой химии и технологии тонких органических соединений МИТХТ им. М.В. Ломоносова в ИБХ им. М.М. Шемякина АН СССР.

Руководитель 2-х докторских и 10-ти кандидатских диссертаций.

Образование

Период обученияСтрана, городУчебное заведениеДополнительная информация
1957–1963 Россия, Москва Московский институт тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (МИТХТ), ф-т тонкой химической технологии диплом химика
1968 Россия, Москва Институт химии природных соединений АН СССР (ИХПС) Присуждена учёная степень кандидата наук за диссертацию: "Масс-спектрометрическое определение аминокислотной последовательности в пептидах, содержащих остатки моноаминодикарбоновых кислот и их ω-амидов"
1981 Россия, Москва Московский институт тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (МИТХТ), ф-т тонкой химической технологии Присуждено учёное звание доцента кафедры химии и технологии тонких органических соединений
1989 Россия, Москва НПО "ВИЛР" Министерства медицинской и микробиологической промышленности СССР присуждена ученая степень доктора химических наук за диссертацию "Структурно-функциональные исследования полимиксина В, фосфолипазы А2 и апамина"

Премии и заслуги

  • Медаль «За трудовую доблесть» (1975);
  • Медаль «За трудовую доблесть» (1981);
  • Премия правительства Российской Федерации в области науки и техники - за разработку и создание биотехнологического производства ликопида - нового иммунокоррегирующего лекарственного препарата (1996);
  • Юбилейная медаль "В память 850-летия Москвы"(1997);
  • Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени - за большой вклад в развитие отечественной науки и в связи с 275-летием Российской академии наук (1999);
  • Орден Дружбы - за достигнутые трудовые успехи и многолетнюю плодотворную деятельность(2005);
  • Премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники - за создание производство и внедрение в практику отечественного здравоохранения генно-инженерного инсулина человека (2005)

Основные научные результаты

Основные работы посвящены структурно-функциональным исследованиям белков и пептидов с постепенным переходом на изучение рекомбинантных препаратов, важных для современной биотехнологии.

1960 – 1991 гг. – изучение пептидных и белковых молекул, в том числе антибиотиков грамицидина S и полимиксинов, с использованием высокоэффективных инструментальных методов анализа (масс-спектрометрии, ИК-спектроскопии, ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса).

Синтез эфиров N-деканоильных производных пептидов определенной первичной структуры, содержащих остатки аспарагиновой и глутаминовой кислот, аспарагина и глутамина, и изучение их масс-спектрометрическим методом.

Исследования по установлению особенностей пространственной структуры целого ряда биологически активных пептидов – метиловых эфиров ацетильных аналогов аминокислот и дипептидов, мембраноактивных циклических пептидов – антаманида (антагониста яда бледной поганки), апамина (нейротоксина из яда медоносной пчелы), антибиотиков грамицидина S и полимиксина В, а также их синтетических аналогов.

Установление первичной структуры фосфолипаз А2, нейротоксинов из ядов разных организмов и родопсина – фоторецепторного белка из сетчатки глаз быка.

1991 – наст. вр. – изучение рекомбинантных белков и пептидов, включая создание штаммов-продуцентов и разработку технологии получения высокоочищенных лекарственных препаратов.

Развитие и внедрение в ИБХ комплексного подхода к изучению белков и пептидов методами генной и белковой инженерии. Создание технологии получения отечественного рекомбинантного инсулина человека  и рекомбинантного пептидного гормона – соматропина (совместно с лабораторией биокатализа ИБХ РАН). В настоящее время созданы и эффективно функционируют пилотные производства лекарственных препаратов этих гормонов. С учетом будущих потребностей биотехнологического производства Института в лаборатории биотехнологии совместно с лабораторией биокатализа клонированы гены интерферонов α-2b, β-1b, гранулоцитарного колониестимулирующего фактора человека и др. и созданы соответствующие бактериальные штаммы-продуценты.

Разработка технологий получения биологически активных соединений растительного происхождения с использованием культур клеток растений. Изучены клеточные продуценты метоксиподофилотоксина, берберина, шиконина. Эти работы были частью научного направления по внедрению культур клеток животных и растений в биотехнологический процесс наработки рекомбинантных белков, активность которых зависит от корректности прохождения их посттрансляционных модификаций, не осуществляющихся в бактериальных клетках.

Кроме рекомбинантных белков разработаны технологии получения дисахарида клеточных стенок Micrococcus lysodecticus и M. luteus – основного компонента иммуностимулирующего лекарственного препарата "Ликопид", противоопухолевых препаратов на основе модифицированных нуклеозидов "Кладрибин" и "Флударабин".

Созданы технологии получения химико-ферментативными методами модифицированных производных нуклеозидов и нуклеотидов – важнейших противовирусных и противоопухолевых медицинских препаратов.

Результаты исследований опубликованы более, чем в 200 научных статьях, получено 42 патента РФ.

Членство в научных обществах

1987—наст. вр.: Член редколлегии журнала "Биотехнология";

1991—1998: член редколлегии  "Химико-фармацевтического журнала";

1994: Член-корреспондент Российской академии наук;

1996—наст. вр.: вице-президент Российского общества биохимиков и молекулярных биологов;

1996—наст. вр.: заметитель председателя Национального комитета биохимиков и молекулярных биологов;

1998—наст. вр.: член редколлегии журнала "Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии";

2000: действительный член Российской академии наук;

2003—наст. вр.: заместитель преседателя Научного совета РАН по научному приборостроению;

2003—наст. вр.: вице-президент Общероссийской общественной организации "Общество биотехнологов Росии имени академика Ю.А. Овчинникова";

2004—наст. вр.: член Координационного совета РАН по инновационной деятельности;

2005—наст. вр.: председатель Президиума Пущинского научного центра РАН;

2008—наст. вр.: член Президиума РАН.

Избранные публикации

  1. Skoblov M.Y., Shibanova E.D., Kovaleva E.V., Bairamashvili D.I., Skoblov Y.S., Miroshnikov A.I. (2010). DNA Assay for Recombinant Pharmaceutical Substances Using the Real_Time PCR Technique. Russ. J. Bioorgan. Chem. 36 (1), 104–108 ID:266
  2. Таран С.А., Верёвкина К.Н., Феофанов С.А., Мирошников А.И. (2009). Ферментативное трансгликозилирование природных и модифицированных нуклеозидов иммобилизованными термостабильными нуклеозидфосфорилазами из Geobacillus stearothermophilus. Биоорг. хим. 35 (6), 822–829 ID:198
  3. Kayushin A., Korosteleva M., Miroshnikov A. (2009). Large-scale solid-phase preparation of 3'-unprotected trinucleotide phosphotriesters--precursors for synthesis of trinucleotide phosphoramidites. Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids 19 (10-12), 1967–76 [+]

    The approach to large-scale solid-phase synthesis of 3'-unprotected trinucleotide phosphotriesters has been developed. The trinucleotides have been synthesized in 5 g scale by phosphotriester approach using CPG with pore size 70A. Total yield of target products was 75-90%. The molar extinctions of trinucleotides at various wave-lengths were calculated; the experimental UV-spectra of trinucleotides show a good agreement with theoretical ones. The trinucleotides synthesized were used for synthesis of trinucleotide phosphoramidites - synthons for generation of DNA/peptide libraries.

    ID:205
  4. Безуглов В.В., Грецкая Н.М., Клинов Д.В., Бобров М.Ю., Шибанова Е.Д., Акимов М.Г., Фомина-Агеева Е.В., Зинченко Г.Н., Баирамашвили Д.И., Мирошников А.И. (2009). Нанокомплексы рекомбинантных белков с полисиаловой кислотой. Получение, свойства и биологическая активность. Биоорг. хим. 35 (3), 350–356 ID:197
  5. Yagodkin A., Azhayev A., Roivainen J., Antopolsky M., Kayushin A., Korosteleva M., Miroshnikov A., Randolph J., Mackie H. (2007). Improved synthesis of trinucleotide phosphoramidites and generation of randomized oligonucleotide libraries. Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids 26 (5), 473–97 [+]

    A new method to produce a set of 20 high quality trinucleotide phosphoramidites on a 5-10 g scale each was developed. The procedure starts with condensation reactions of P-components with N-acyl nucleosides, bearing the 3 '-hydroxyl function protected with 2-azidomethylbenzoyl, to give fully protected dinucleoside phosphates 13. Upon cleavage of dimethoxytrityl group from 13, dinucleoside phosphates 16 are initially transformed into trinucleoside diphosphates 19 and then the 2-azidomethylbenzoyl is selectively removed under neutral conditions to generate trinucleoside diphosphates 5 in excellent yield. Subsequent 3 '-phosphitylation affords target trinucleotide phosphoramidites 7. When mutagenic oligonucleotides are synthesized employing mixtures of building blocks 7 as well as following the new synthetic protocol, representative oligonucleotide libraries are generated in good yields.

    ID:199
  6. Roivainen J., Elizarova T., Lapinjoki S., Mikhailopulo I.A., Esipov R.S., Miroshnikov A.I. (2007). An enzymatic transglycosylation of purine bases. Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids 26 (8-9), 905–9 [+]

    An enzymatic transglycosylation of purine heterocyclic bases employing readily available natural nucleosides or sugar-modified nucleosides as donors of the pentofuranose fragment and recombinant nucleoside phosphorylases as biocatalysts has been investigated. An efficient enzymatic method is suggested for the synthesis of purine nucleosides containing diverse substituents at the C6 and C2 carbon atoms. The glycosylation of N(6)-benzoyladenine and N(2)-acetylguanine and its O(6)-derivatives is not accompanied by deacylation of bases.

    ID:200
  7. Chuvikovsky D.V., Esipov R.S., Skoblov Y.S., Chupova L.A., Muravyova T.I., Miroshnikov A.I., Lapinjoki S., Mikhailopulo I.A. (2006). Ribokinase from E. coli: expression, purification, and substrate specificity. Bioorg. Med. Chem. 14 (18), 6327–32 [+]

    Ribokinase (RK) was expressed in the Escherichia coli ER2566 cells harboring the constructed expression plasmid encompassing the rbsK gene, encoding ribokinase. The recombinant enzyme was purified from sonicated cells by double chromatography to afford a preparation that was ca. 90% pure and had specific activity of 75 micromol/min mg protein. Catalytic activity of RK: (i) is strongly dependent on the presence of monovalent cations (potassium>>>ammonium>cesium), and (ii) is cooperatively enhanced by divalent magnesium and manganese ions. Besides D-ribose and 2-deoxy-D-ribose, RK was found to catalyze the 5-O-phosphorylation of D-arabinose, D-xylose, and D-fructose in the presence of ATP, and potassium and magnesium ions; L-ribose and L-arabinose are not substrates for the recombinant enzyme. A new radiochemical method for monitoring the formation of D-pentofuranose-5-[32P]phosphates in the presence of [gamma-32P]ATP and RK is reported.

    ID:201
  8. Mikoulinskaia G.V., Gubanov S.I., Zimin A.A., Kolesnikov I.V., Feofanov S.A., Miroshnikov A.I. (2003). Purification and characterization of the deoxynucleoside monophosphate kinase of bacteriophage T5. Protein Expr. Purif. 27 (2), 195–201 [+]

    Deoxynucleoside monophosphate kinase (dNMP kinase) of bacteriophage T5 (EC 2.7.4.13) was purified to apparent homogeneity from phage-infected Escherichia coli cells. Electrophoresis in sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel showed that the enzyme has a molecular mass of about 29 kDa. The molecular mass of dNMP kinase estimated by analytical equilibrium ultracentrifugation turned out to be 29.14 +/- 3.03 kDa. These data suggest that the enzyme exists in solution as a monomer. The isoelectric point of dNMP kinase was found to be 4.2. The N-terminal amino acid sequence, comprising 21 amino acids, was determined to be VLVGLHGEAGSGKDGVAKLII. A comparison of this amino acid sequence and those of known enzymes with a similar function suggests the presence of a nucleotide-binding site in the sequenced region.

    ID:202
  9. Esipov R.S., Gurevich A.I., Chuvikovsky D.V., Chupova L.A., Muravyova T.I., Miroshnikov A.I. (2002). Overexpression of Escherichia coli genes encoding nucleoside phosphorylases in the pET/Bl21(DE3) system yields active recombinant enzymes. Protein Expr. Purif. 24 (1), 56–60 [+]

    The Escherichia coli genes encoding purine nucleoside phosphorylase, uridine phosphorylase, and thymidine phosphorylase were cloned into pET plasmids to generate highly effective E. coli BL21(DE3) strains producing each of these enzymes. Optimum conditions for biosynthesis of each enzyme as a soluble protein with intact biological activity were found. The crude preparations are approximately 80% pure and can be used immediately for enzymatic transglycosylation. The enzyme preparations were purified to homogeneity by two steps including fractional precipitation with ammonium sulfate and subsequent chromatography on Sephadex G-100 and DEAE-Sephacel.

    ID:203
  10. Sergeev N.V., Gloukhova N.S., Nazimov I.V., Gulyaev V.A., Shvets S.V., Donetsky I.A., Miroshnikov A.I. (2001). Monitoring of recombinant human insulin production by narrow-bore reversed-phase high-performance liquid chromatography, high-performance capillary electrophoresis and matrix-assisted laser desorption ionisation time-of-flight mass spectrometry. J Chromatogr A 907 (1-2), 131–44 [+]

    An analytical scheme for monitoring recombinant human insulin (rhI) production is suggested. The scheme includes high-performance separation micro-techniques (narrow-bore RP-HPLC, HPCE) based on different separation mechanisms and matrix-assisted laser desorption ionisation time-of-flight MS, and allows one to obtain unambiguous information about purity and primary structure of all intermediates of the rhI production. The use of this scheme at all production steps provided optimisation of certain technological parameters [conditions for a fusion protein (FP) refolding, temperature and duration of the FP cleavage with trypsin, conditions for carboxypeptidase B digestion of di-ArgB31-B32-insulin] and achievement of a high purity of the end-product. The proposed scheme may be used for solving various problems in monitoring production of other recombinant proteins.

    ID:204
  11. Миргородская О.А., Козьмин Ю.П., Титов М.И., Савельева Н.М., Кернер Р., Сонксен К., Ройпсторфф П., Мирошников А.И. (2000). Использование MALDI-MS для количественного анализа пептидов и белков. Биоорг. хим. 26 (9), 662–671 ID:206
  12. 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.

    ID:65
  13. Shemyakin M.M., Ovchinnikov Yu.A., Kiryushkin A.A., Vinogradova E.I., Miroshnikov A.I., Alakhov Yu.B., Lipkin V.M., Shvetsov Yu.B., Wulfson N.S., Rosinov B.V., Bochkarev V.N., Burikov V.M. (1966). Mass spectrometric determination of the amino-acid sequence of peptides. Nature 211 (5047), 361–6 [+]

    Разработан новый метод определения аминокислотной последовательности в полипептидах с помощью масс-спектров эфиров их ацильных производных. Метод основан на анализе аминокислотного типа фрагментации пептидов с последовательным отщеплением остатков аминокислот и локализацией положительного заряда на фрагментах, несущих N-ацильную группу. Выяснены границы применимости метода и особенности, вносимые отдельными аминокислотными остатками в суммарную картину масс-спектра.

    ID:167