-Разработка методов синтеза аналогов люциферина высших грибов и изучение их фотохимических свойств

Целью настоящего проекта является создание и тестирование различных производных нового грибного люциферина с заранее заданными спектральными характеристиками биолюминесценции, например, испускающие свет в красной и ближней инфракрасной области для разработки разнообразных систем биоимиджинга. В работе предполагается объединить два различных подхода: непосредственную модификацию ядра люминофора и изменение размера сопряженной системы π-связей. Настоящий проект представляется особенно актуальным в свете большого потенциала практического применения новой биолюминесцентной системы грибов. Интерес именно к грибной люциферин-люциферазной системе обусловлен тем, что на данный момент это единственная биолюминесцентная система, для которой возможен полный перенос в эукариотические клетки. Помимо этого, в отличие от аналогичной бактериальной, ее экспрессия в эукариотических клетках, не токсична. Это открывает многообещающие перспективы использования биолюминесцентной системы грибов для биоимиджинга. В настоящее время ни одна из известных биолюминесцентных аналитических систем не обладает всем спектром свойств, требуемых для идеального биолюминесцентного репортера. Тем не менее существующие на сегодняшний день тест-системы широко используются для решения большого круга прикладных задач в различных сферах и спрос на экспресс-анализы с их использованием растет как на российском, так и на международном рынках. Для улучшения спектральных характеристик люциферин-подобных субстратов для их применения в имиджинге глубоких тканей мы планируем провести молекулярный дизайн и осуществить синтез функциональных аналогов грибного люциферина, испускающих свет в красной и дальне-красной области. Пионерский характер исследований, обусловленный нашим первенством в исследованиях данной люминесцентной системы, дает нам уникальную возможность в ходе реализации данного проекта синтезировать и установить новый высокоэффективный индикатор для биолюминесцентного имиджинга, не имеющий аналогов на рынке, а также предложить новые методы практического применения впервые описанной биолюминесцентной системы. Новизна проекта обеспечивает полные возможности патентной защиты всех практически значимых результатов, связанных с использованием новой биолюминесцентной системы.

July 1, 2018 — June 30, 2020

Osipova Z.M. (PI)

Laboratory of Chemistry of Metabolic Pathways

Grant, RSF

List of publications

  1. Kotlobay AA, Kaskova ZM, Yampolsky IV (2020). Palette of Luciferases: Natural Biotools for New Applications in Biomedicine. Acta Naturae 12 (2), 15–27
  2. Bubyrev AI, Tsarkova AS, Kaskova ZM (2019). Optimization of Fungal Luciferin Synthesis. Russ. J. Bioorganic Chem. 45 (2), 183–185