reforef.ru 1 2 3 4
Форма 4


«Утверждаю»

Вице-президент Российской академии наук

академик _______________________________

« » _________________ 201 г.









Согласовано Бюро отделения РАН

Академик-секретарь Отделения биологических наук РАН академик ______________________

« »______________201 г.





План научно-исследовательской работы

Федерального государственного бюджетного учреждения науки

Институт биоорганической химии

им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук

на 2013 год

 

1. Наименование государственной работы - Фундаментальные научные исследования в соответствии с Программой фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы




2. Характеристика работы
    

Пункт программы ФНИ государственных академий наук на 2013-2020 годы и наименование направления исследований в части:


Содержание работы


Объем финансирования

2013г

Планируемый результат выполнения работы, подразделение научного учреждения РАН и руководитель работы


50. Биология развития и эволюция живых систем



Новые белки - регуляторы раннего развития головного мозга и регенерации.

(2013-2015 гг.)




Будут изучены физиологическая роль и механизмы функционирования не известных ранее белков-регуляторов раннего развития мозга и регенерации придатков тела позвоночных. Будет построена модель эволюции механизмов раннего развития переднего мозга высших позвоночных.

Лаб. молекулярных основ эмбриогенеза

Руководитель темы – дбн А.Г. Зарайский.

56. Физиология и биохимия растений, фотосинтез, взаимодействие растений с другими организмами

Изучение молекулярных механизмов взаимодействия в системе фитопатоген -

растение-хозяин.

(2013-2015 гг.)




Получение моноклональных антител к фрагментам репликазы ВЖС и изучение внутриклеточной локализации в клетке фрагментов репликативного белка ВЖС, слитого с GFP.

Получение рекомбинантных аналогов пептидов EcAMP1 и EcAMP2 из ежовника и изучение их антимикробных свойств. Получение фрагментов гена, кодирующего пептид EcAMP1.

Гр. молекуляроной диагностики.

Руководитель темы - Завриев С.К.

57. Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов, протеомика, биокатализ



Исследование пространственной организации и структурно-функциональной взаимосвязи белков методами рентгеноструктурного анализа, биоинформатики, молекулярной механики/динамики.

(2013-2015 гг.)


Методом рентгеноструктурного анализа установление на атомном уровне пространственной структуры желтого флуоресцентного белка phiYFP (Phialidium), зеленого lanGFP и красного lanRFP (из группы хордовых B. Lanceolatum). На основе структурных данных методом сайт направленного мутагенеза изучение взаимосвязи между структурой и фотофизическими характеристиками.

Лаборатория рентгеноструктурного анализа.

Рук. темы: дхн Плетнев В.З.


57. Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов, протеомика, биокатализ


«Структура, динамика, механизмы действия и биологическая функция белков и пептидов»

2013-2020 гг.






Исследования зависимости пространственной структуры и энергетики спираль-спирального взаимодействия в мембранных доменах рецепторных тирозинкиназ от наличия биологически-активных внутриклеточных примембранных регионов на примере рецепторов из семейств ErbB, VGFR и FGFR позволит со структурной точки зрения оценить роль примембранных регионов в процессах активации рецепторных тирозинкиназ. Будет охарактеризован структурный механизм влияния патогенных мутаций в трансмембранном сегменте рецепторных тирозинкиназ на их биологическую активность.
Будут получены рекомбинантные ТМ фрагменты белка АРР, включающие трансмембранный домен с примембранными функционально-важными участками, в том числе ТМ фрагмент APP, содержащий металл-связывающий домен. Будут установлены структурно-динамические характеристики трансмембранного домена и примембранных функционально-важных участков белка АРР в мономерном и димерном состоянии в мембраноподобном окружении, а также изучено влияние связывания ионов металлов на изменение конформации ТМ домена.

Будет получен изотопно-меченый бета-2-адренергический рецептор, подобраны условия для съемки спектров ЯМР в мицеллах и/или нанодисках. Для изменения размера нанодисков будут получены фрагменты аполипопротеина различной длины. Будут синтезированы модифицированные производные алпренолола (лиганда бета2-адренорецептора). На их основе будут получены биосенсорный чип для изучения методом плазмонного резонанса и флуоресценто-меченый алпренолол. Измерена активность бета2-адренорецептора.


Прекурсоры метильно-меченых аминокислот (изолейцин, лейцин, валин, аланин, метионин) будут использованы для получения селективно 13С метильно-меченого дейтерированного образца бактериородопсина и получены 3D и 4D NOESY спектры полноразмерного бактериородопсина. Будет синтезирован и использован для получения структурной информации динуклеотид dGpG, способный ориентировать мембранные белки в водном растворе, для измерения остаточных констант диполь-дипольного взаимодействия в полноразмерном бактериородопсине. Будут получены образцы селективно спин-меченого бактериородопсина. С использованием всех полученных образцов и экспериментальных данных будет произведена попытка расчета пространственной структуры полноразмерного бактериородопсина по данным ЯМР высокого разрешения.

Будут оптимизированы условия получения и кристаллизации бактериородопсина из Exiguobacterium sibiricum и определена его пространственная структура высокого разрешения методами рентгеновской кристаллографии.

Будет охарактеризована структура мембранного белка в "предсвернутом" состоянии - в составе мицелл LPPG. Определены условия перехода между "свернутым" и "предсвернутым" состоянием и определена

зависимость перехода от состава мембраномоделирующей среды и температуры.

Будет определена оптимальная мембраномоделирующая среда для ЯМР исследований Nav1.4, определена вторичная структура и охарактеризована

пространственная структура Nav1.4.

Будут определены сайты связывания токсина с вольт-сенсорным доменом KvAP, установлены энергетические параметры связывания, построена модель комплекса. Будут сделаны предположения относительно

использования полученных данных для направленного дизайна модулирующих агентов.

Будут определены структуры изолированных спиралей S1 и S2 бета2-адренергического рецептора человека в различных мембраномоделирующих средах, показаны отличия от структуры в кристалле. Определены условия взаимодействия спиралей и установлена роль мембраномоделирующего окружения в процессе


спираль-спирального узнавания.

Новые силовые поля, уточненные с помощью данных ЯМР-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа (AMBER99sbILDN, AMBER99sbnmr1ILDN и CHARMMC36), будут протестированы на нескольких сильно различающихся по структурным характеристикам природных объектах: бетта-структурном нейротоксине II, природно неструктурированном цитоплазматическом домене альфа-цепи В-клеточного рецептора человека, и альфа-структурной трансмембранной части рецептора ErbB3. Для контроля точности моделирования с помощью выбранных силовых полей будут использоваться расширенные массивы данных ЯМР-спектроскопии. Полученные данные будут в дальнейшем использоваться для разработки новых силовых полей.

Структура и динамика, возможная димеризация (олигомеризация) 15N-меченного пептида (1-77)L2 будет изучена в водном растворе и мицеллах (бицеллах), моделирующих липидный состав эндосом при рН