Функционирование белков, как основных структурных и функциональных единиц клетки, неразрывно связано с формированием и распадом макромолекулярных комплексов, которое является ответом на изменение внешней или внутренней (мутации) среды и ассоциировано с изменением конформации молекул. Поэтому для изучения макромолекулярных взаимодействий в белоксодержащих комплексах требуются не только знание статической структуры белка, но и данные о конформационной динамике. Наиболее сложной задачей является изучение структуры и динамики белков, которые содержат мало-структурированные подвижные участки, которые принято называть внутренне-неупорядоченными (IDP – intrinsic disordered protein). Такие участки облегчают конформационные перестройки белков, связанные изменением условий или взаимодействием с другими макромолекулами, и их количество увеличивается в ряду бактерии – археи – эукариоты. Проект направлен на изучение фундаментальных основ образования и стабильности макромолекулярных комплексов - изменения конформационной динамики полипептидной цепи белков при образовании комплексов разной природы: белок-белок/пептид, белок-ДНК, белок-РНК и белок-мембрана. Для достижения данной цели будет использован интегративный подход, основанный в первую очередь на комплементарных методах структурной биологии: ЯМР-спектроскопии, рентгеновских методах и микроскопии, а также тандемной масс-спектрометрии. Полученные экспериментальные данные будут интегрированы с вычислительными методами молекулярного моделирования и динамики (МД), включая классическую и ускоренную МД, для получения структурно-динамических моделей комплексов. В качестве конкретных объектов исследования будут выбраны биомолекулярные комплексы разной природы, играющие ключевые роли в функционировании бактериальных или эукариотических клеток и обладающие хорошо известным или предполагамым фармакологическим потенциалом. Будут исследованы взаимодействия архитектурных (нуклеоид-ассоциированных, НАБ) белков бактерий с модельной и нативной ДНК (ДНК-белок) и стеблевого комплекса рибосомы P1/P2 с белковым ингибитором трансляции (тройной РНК-белковый комплекс), а также взаимодействия в цитохром-содержащих электронпереносящих комплексах, включая комплекс мембран-связанных компонентов цитохром P450-зависимой системы человека (многокомпонентные белок-мембранные комплексы). Следует отметить, что понимание как НАБ, в первую очередь их наиболее распространённые представители – гистоноподобные белки регулируют архитектуру и функционирование бактериального генома важно для развития методов антибактериальной терапии, направленной против возбудителей социально-значимых инфекций, в том числе туберкулеза. Изучение «Стеблевого» комплекса рибосомы P1/P2 необходимо как для понимания фундаментальных основ процесса трансляции в клетках, так и для разработки противомикробных и противоопухолевых препаратов нового поколения. Информация о ключевых детерминантах межмолекулярного взаимодействия в системе цитохрома P450, поможет прогнозировать побочные эффекты, вызываемые вновь создаваемыми лекарственными препаратами и предсказать пути модуляции активности данной системы. Для модуляции структурно-динамических характеристик белковых комплексов, будет исследовано влияние биологически-активных пептидов как растительного происхождения, так и синтезированных de novo, на вышеперечисленные комплексы. На базе полученных результатов будет разработана эффективная методологическая платформа, позволяющая выбрать оптимальную комбинацию экспериментальных и вычислительных методов исследования на основе характеристик изучаемой биомакромолекулярной системы. В состав платформы войдут новые алгоритмы, улучшающие качество предсказания и валидации структуры и динамики молекулярных моделей различных белковых комплексов. Применение данной платформы позволит получать структурно-динамические модели биомакромолекулярных комплексов, востребованные в наукоемких биотехнологических разработках в фармацевтике и биомедицине.