Центр интегративной структурной биологии (10)

Научные результаты:

В результате реализации первого года из горячих источников Бурятии и Северной Осетии-Алании было найдено 10 новых потенциальных биотехнологически ценных ферментов (4 фитазы, 3 альфа-амилазы и 3 целлюлазы). Для пяти из них удалось получить генетические конструкции для рекомбинантного синтеза в лабораторных условиях и оценена их ферментативная активность и изученная субстратная специфичность. Показано, что новая рекомбинантная целлюлаза обладает высокой активностью и значительным потенциалом для промышленного использования. Структура одного из ферментов в растворе проанализирована методом малоуглового рентгеновского рассеяния.

В области фармакологии на основе биоинформатического анализа бактериальных оперонов была показана возможная взаимосвязь ферментов РНК-лигаз, ответственных за восстановление поврежденных цепочек РНК, и белковых факторов, регулирующих биосинтез белка. Было показано, что RtcB-подобные лигазы четко распределены по видам и, возможно, в ходе эволюции приобрели возможность восстановления различных вариантов поврежденной РНК в живых клетках, образующейся в стрессовых условиях. Полученная информация позволяет перейти к дальнейшим исследованиям систем повреждения и восстановления бактериальных систем трансляции.

Были получены 4 генетических конструкции для продукции в клетках бактерий и млекопитающих рекомбинантных белков, участвующих в IRES-зависимой трансляции и последующего анализа их активности в системах in vitro и in vivo.

Для изучения особенностей механизма биосинтеза белка и создания платформы для разработки антибиотиков и противораковых препаратов были получены образцы рибосом бактерии Acholepasma laidlawii и дрожжей Saccharomyces cerevisiae для последующих структурных исследований методом крио-электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

В рамках развития новых инструментов молекулярной динамики был разработан программный алгоритм DSSNA, который представляет собой прототип нового и инновационного инструмента для анализа вторичных структур нуклеиновых кислот. Данный продукт был разработан как модуль для анализа траекторий молекулярной динамики в программном пакете GROMACS. По сравнению с аналогами разработанный подход значительно ускоряет процесс анализа и позволяет быстрее обрабатывать большие объёмы данных.

Для разработки новых антимикробных пептидов, способных связываться в межмолекулярном интерфейсе белков EF-Tu и EF-Ts из E.coli, управляющих процессом трансляции в клетке, методом молекулярного моделирования была построена полноатомная модель комплекса и проведен анализ и сравнение аминокислотных последовательностей данных белков из 5 организмов Escherichia, Shigella, Citrobacter, Klebsiella и Superficieibacter. Установлено, что последовательность EF-Ts из Thermus Thermophilus отличается от остальных рассмотренных последовательностей отсутствием одного из доменов, однако гомология остальных фрагментов белка очень высока. Таким образом, возможна разработка пептидных ингибиторов взаимодействия EF-Tu*EF-Ts как новых потенциальных антимикробных препаратов.