Институт
биоорганической химии

Исследователи из Лаборатории нейрорецепторов и нейрорегуляторов ГНЦ ИБХ РАН разработали подход с использованием конкатемерных конструкций для изучения канала ASIC3 - перспективной мишени для терапии боли. Ученые создали конкатемерные каналы с субъединицами ASIC3 человека и крысы, расположенными в строго заданном порядке. Показано, что функциональные свойства канала определяются не только составом субъединиц, но и порядком расположения кодирующих их генов в конкатемере. При этом гомомерные конкатемеры воспроизводили свойства природных каналов, тогда как замена всего одной субъединицы существенно изменяла чувствительность к протонам и кинетику работы канала. Полученные результаты позволяют точнее интерпретировать данные, полученные на животных моделях, при разработке новых анальгетиков. Работа опубликовано в журнале Journal of Physiology and Biochemistry.

Учёные ГНЦ ИБХ РАН совместно с коллегами из МФТИ и НИОХ СО РАН уточнили молекулярные механизмы активации рецепторной тирозинкиназы IRR — сенсора внеклеточного щелочного pH. Исследователи изучили, как мутации в трансмембранном домене IRR влияют на активацию рецептора. На основе данных ЯМР-спектроскопии и молекулярного моделирования были подобраны аминокислотные замены, усиливающие взаимодействие ТМ-доменов. Показано, что замены A938E–A939R повышают фосфорилирование IRR при нейтральном pH, сохраняя чувствительность к слабощелочной среде, а V929E–G930R вызывают сильную базальную активацию. Результаты подтверждают ключевую роль ТМ-домена в регуляции IRR. Работа опубликована в журнале International Journal of Molecular Sciences. Подробнее

Вычислительные методы в биокатализе в основном сосредоточены на инженерии каталитических матриц, тогда как поиск наиболее реакционноспособных субстратов для конкретного катализатора остается значительно менее представленным направлением. Количественно воспроизводя экспериментально наблюдаемый барьер активации, подход на основе ab initio метадинамики и анализа топологии электронной плотности молекулы формирует теоретическую основу для быстрого прогнозирования каталитически активных субстратов в обширных химических библиотеках. Обычная стратегия прямого стохастического анализа библиотек субстратов требует значительных вычислительных и временных ресурсов. Сотрудники ГНЦ ИБХ РАН совместно с коллегами разработали вычислительный протокол Subdate, который реализует стратегию предварительной кластеризации соединений в библиотеке на основе ключевых параметров электронной плотности в критических точках катализируемых связей, что позволяет эффективно исследовать библиотеки соединений и концентрировать вычислительные ресурсы на наиболее перспективных группах молекул. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Сотрудники ИБХ РАН в составе международного коллектива выяснили, как эндогенный спермин блокирует кальций-селективный ионный канал TRPV6, гиперактивный при раке предстательной, молочной, поджелудочной желез и ряда других органов. С помощью комплексного подхода, сочетающего методы криоэлектронной микроскопии, молекулярного моделирования, электрофизиологии и направленного мутагенеза, авторы показали, что спермин поэтапно проникает в открытую пору TRPV6 и физически перекрывает ее, подобно «пробке». Полученные результаты важны для понимания регуляции кальциевого гомеостаза клетки в норме и при онкологических заболеваниях. Работа поддержана Минобрнауки (компьютерное моделирование) и опубликована в журнале Nature Communications. Подробнее

Исследователи Отдела биомолекулярной химии ГНЦ ИБХ РАН в составе международной коллаборации опубликовали две работы в журнале The FEBS Journal (1, 2) в которых подтвердили роль фермента CPH в грибном пути биолюминесценции. Ученые показали, что этот фермент расщепляет оксилюциферин до кофейной и пировиноградной кислот. При этом кофейная кислота возвращается в биолюминесцентную систему и помогает поддерживать свечение. Такой механизм переработки метаболитов объясняет, как грибы могут сохранять биолюминесценцию и потенциально снижать энергетические затраты на этот процесс. Результаты работы открывают новые возможности для создания более эффективных автономных биолюминесцентных систем. В перспективе такие системы могут использоваться в медицине, биотехнологии, сельском хозяйстве и экологическом мониторинге. Подробнее