«Кристаллизация биологических макромолекул и получение биокристаллических пленок в условиях микрогравитации»



Скачать 82.08 Kb.
Дата12.07.2016
Размер82.08 Kb.
ТипИсследование



«Кристаллизация биологических макромолекул и получение биокристаллических пленок в условиях микрогравитации»

(Кристаллизатор)


Постановщик:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова Российской академии наук. Руководитель работ д.ф.-м.н. Волошин А.Э.


Экспедиции МКС-12/МКС-13, МКС-14, МКС-16, МКС-17, МКС-18, МКС-20, МКС-22/23, МКС-24/25, МКС-28, МКС-30, МКС-35/36, МКС-39. Эксперимент продолжается.
Область исследования

Исследование физических процессов кристаллизации белков для получения совершенных по структуре монокристаллов белков, пригодных для рентгеноструктурного анализа, и биокристаллических пленок из объемного раствора на подложках с использованием эффекта искусственной эпитаксии. Рентгеноструктурный анализ полученных кристаллов белков.



Начиная с 2009 года и по настоящее время эксперименты по кристаллизации белков в условиях микрогравитации проводятся на борту МКС в рамках международного сотрудничества Федерального космического агентства и Японского космического агентства (JAXA). Постановщиком эксперимента является Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН.



Рисунок 1. Схема кристаллизации методом встречной диффузии в НА «JAXA PCG»

Перед проведением КЭ проводится предварительный поиск условий кристаллизации белков с использованием метода диффузии паров растворителя. Найденные условия модифицируются применительно к методу встречной диффузии посредством варьирования концентраций белка и осадителя.

Для экспериментов в космосе белки и подобранные ранее кристаллизационные растворы загружают в капилляры (рисунок 1), затем капилляры упаковываются в специализированный контейнер, который помещают на японский модуль КИБО, на котором проводятся эксперименты по кристаллизации в невесомости.
Использование результатов эксперимента на Земле

e:\pic_tp\pic5b.png

Рисунок 2 Структура тимидинфосфорилазы в комплексе ингибитором: окружение азидотимидина в активном центре тимидинфосфорилазы

Кристаллизация белков с последующим определением их структур методом рентгеноструктурного анализа является одним из самых перспективных направлений современной структурной биологии. Во многих случаях знание структуры белка и его комплекса, например, с ингибиторами является ключевым при создании лекарственных препаратов. Рентгеноструктурный анализ является основным методом, позволяющим исследовать особенности структурной организации макромолекул. Кристаллизация в условиях микрогравитации позволяет значительно улучшить качество получаемых кристаллов и добиться более высокого пространственного разрешения при расшифровке структуры макромолекул.
Результаты

c:\documents and settings\user\my documents\report\prpp.png

Рисунок 3 Независимая часть элементарной ячейки кристалла PRPP

За период с 2005 г. получены кристаллы 69 белков и их комплексов. Получены структурные данные по 59 белкам. Депонированы в PDB данные по 24 белковым структурам. Опубликовано 75 статей в журналах «Биохимия», «Кристаллография», «FEBS Journal» и др., сделано более 100 докладов на конференциях, симпозиумах и совещаниях, получено 5 патентов.

По результатам КЭ последних лет получены и уточнены пространственные структуры белков: карбоксипептидазы Т (КПТ),



карбоксипептидазы Т в комплексе с сульфамоил-L-аргинином (SPArg), тимидинфосфорилазы в комплексе ингибитором (рис. 2), белка с неизвестной функцией из

Salmonella typhimurium lt2 (2Q02), белка с неизвестной функцией из D.radiodurance (3E8O), лакказы из B.aclada, пуриннуклеозидфосфорилазы, карбоксипептидазы Б, 5-кето-4-дезоксиуронатизомеразы из E.coli, О-ацетил-L-гомосерин сульфгидролазы из B. metelensis, альдегиддегидрогеназы из Pyrobacullum sp 1147 (апо-форма), Kdu I с ингибитором, FBA с ингибитором, фосфорибозилпирофосфатсинтетазы (PRPP) (рис. 3), белка DJ1 из H.sapiens, Xaa-pro аминопептидазы из T.sibiricus.
Публикации

  1. А.Н. Байдусь, А.И. Гребенко, Н.Е. Жухлистова, Ю.А. Кислицын, И.П.Куранова, А.В.Ляшенко, Т.И.Муравьева, В.Р. Самыгина, Е.А. Смирнова, Н.И.Сосфенов, В.Н. Степаненко, Л.А.Чупова. Эксперименты по кристаллизации белков на Российском сегменте Международной Космической Станции. Космонавтика и ракетостроение, 2007, №4 (49) стр. 13-17.

  2. Е.И.Гиваргизов, А.И. Гребенко, Л.А.Задорожная, В.Р. Мелик-Адамян. Выращивание биокристаллических пленок PVC каталазы в космосе посредством искусственной эпитаксии" (на англ. яз.). Journal of Crystal Growth, vol. 310, #4 (2008) pp. 847-852.

  3. Е.В. Родина, В.Р. Самыгина, Н.Н. Воробьева, Т.С. Ситник, С.А.Курилова и Т.И. Назарова. Структурные и кинетические особенности неорганических пирофосфатаз V.cholerae Семейства I. Биохимия, (2009) т. 74, №7, с. 906-915.

  4. Е.А. Смирнова, Ю.А. Кислицын, Н.И. Сосфенов, А.Н. Попов, И.П.Куранова. Выращивание кристаллов белков на Российском сегменте Международной космической станции. Кристаллография, 2009 т. 54, №5, с. 948-958.

  5. Е. И. Гиваргизов, Ю.М. Дымшиц, Л.А. Задорожная, М.В. Ковальчук, И.С. Любутин, Ю.Н. Шилин Устройство для выращивания биокристаллических пленок в условиях невесомости. 13-я Научно-техническая конференция «Вакуумная наука и техника». Сочи, Россия, октябрь, 2006 г. Материалы конференции стр. 258-259.

  6. В.Р. Самыгина, Е.А. Смирнова, Н.И. Сосфенов, Р.С. Есипов, В.Н.Степаненко, Т.И. Муравьева, Л.А. Чупова, С. В. Антонюк, И.П. Куранова. Выращивание кристаллов фосфопантетеинаденилилтрансферазы Mmycobacterium tuberculosis. XII Национальная конференция по росту кристаллов (НКРК-2006), Москва 23-27 октября 2006, Тезисы: стр. 338.

  7. Е.И. Гиваргизов, А.И. Гребенко, Л.А. Задорожная. Выращивание биокристаллических пленок каталазы HVC в космосе посредством искусственной эпитаксии., XII Национальная конференция по росту кристаллов (НКРК-2006), Москва, 23-27 октября 2006. Тезисы, стр. 340.

  8. И.П. Куранова, А.В. Ляшенко, Ю.А. Кислицын, Е.А. Смирнова, Н.И.Сосфенов, В.Р. Самыгина, А.Н. Байдусь. Выращивание кристаллов белков на Российском сегменте Международной космической станции. Рентгенографическая характеристика полученных кристаллов. Симпозиум «Космическое материаловедение-2007», Калуга, 10-13 сентября 2007 г., Тезисы, стр. 40.

  9. Н.И. Сосфенов, А.В. Ляшенко, Ю.А. Кислицын, Е.А. Смирнова, И.П. Куранова. Рентгеновское исследование кристаллов генноинженерного инсулина человека, выращенных в условиях невесомости в кристаллизаторе Модуль-1". VI Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ-2007), 12-17 ноября Москва, Тезисы, стр. 165.

  10. Е.И. Гиваргизов, А.И. Гребенко, Л.А. Задорожная. Выращивание биокристаллических пленок каталазы PVC в космосе по средствам искусственной эпитаксии”, Симпозиум «Космическое материаловедение-2007", Калуга, сентябрь 2007. Тезисы стр. 61.

  11. И.П. Куранова, А.В. Ляшенко, Ю. А. Кислицын, Е.А. Смирнова, Н.И.Сосфенов, В.И. Самыгина ,Р.С. Есипов, В.Н. Степаненко, Т.И. Муравьева, Л.А.Чупова, А.Н. Байдусь. Выращивание кристаллов белков на Земле и в невесомости в кристаллизаторе Модуль-1. Научно-техническая конференция КНТС Роскосмоса по основным результатам научно - прикладных исследований на РС МКС, 28 февряля-1 марта 2007 г.

  12. Е.И. Гиваргизов, А.И. Гребенко, Л.А. Задорожная. Выращивание биокристаллических пленок каталазы PVC в космосе по средствам искусственной эпитаксии. Научно-техническая конференция КНТС Роскосмоса по основным результатам научно-прикладных исследований на РС МКС, 28 февраля - 1 марта 2007 г. (ЦНИИмаш, г. Королёв).

  13. И.П. Куранова. Кристаллизация белков. Проблемы и перспективы. IV Российский симпозиум « Белки и Пептиды». Казань, 2009 г. 23-27 июля. Тезисы докладов, стр.44.

  14. Демидюк И.В., Громова Т.Ю., Мелик-Адамян В.Р., Куранова И.П., Костров С.В. Структурная организация предшественников термолизинподобных протеаз. IV Российский симпозиум «Белки и Пептиды» Казань. 2009, 23-27 июля Тезисы, стр.89.

  15. В.И. Тимофеев, Е.А. Смирнова, Л.А. Чупова, Р.С. Есипов, И.П.Куранова.Кристаллизация и рентгеноструктурное исследование комплекса фосфопантетеин аденилилтрансферазы из Mycobacterium tuberculosis и коэнзима А. IV Российский симпозиум « Белки и Пептиды» Казань. 2009, 23-27 июля. Тезисы докладов, с. 323.

  16. Родина Е.В., Самыгина В.Р., Курилова С.А., Воробьева Н.Н., Назарова Т.И. Возможные механизмы осмоадаптации неорганической пирофосфатазы из Vibrio сholerae. IV Российский симпозиум БЕЛКИ И ПИПТИДЫ. Казань, 23-27 июня 2009 г. Тезисы. С. 328.

  17. В.И. Тимофеев, Е.А. Смирнова, Л.А. Чупова, Р.С. Есипов.Пространственная структура комплекса фосфопантетеин аденилилтрансферазы Mycobacterium tuberculosis с коэнзимом А. РСНЭ-НБИК-2009 Москва 16-21 ноября 2009 г. Тезисы докладов. стр.47.

  18. В.Р. Мелик-Адамян, И.П. Куранова, К.М. Поляков, Т.Ю. Громова, И.В.Демидюк. Исследование пространственной структуры белка предшественника протеализина. РСНЭ-НБИК-2009 Москва 16-21 ноября 2009 г. Тезисы докладов, стр. 42.

  19. Куранова И.П. Кристаллизация белков методом встречной диффузии в наземных условиях и в условиях невесомости. Тез. доклада Нац. конф. по росту кристаллов, Москва, 2010, Том 2, с. 68

  20. Смирнова Е.А., Тимофеев В.И., Чупова Л.А., Есипов Р.С., Куранова И.П. выращивание кристаллов фосфопантетеинаденилилтрансферазы mycobacterium tuberculosis (PPAT Mt) в свободном состоянии и в комплексах с функциональными лигандами. Тез. доклада Нац. конф. по росту кристалловМосква, 2010, Том 2, с 274

  21. В. Х. Акпаров, А. М. Гришин, В. И. Тимофеев, И. П. Куранова. Получение, кристаллизация и предварительныерентгеновские исследования кристаллов мутанта карбоксипептидазы Т с карманом первичной специфичности карбоксипептидазы В. Кристаллография, 2010, том 55, № 5, с. 851–854.

  22. В. И. Тимофеев, Е. А. Смирнова, Л. А. Чупова, Р. С. Есипов, И. П. Куранова. Приготовление кристаллического комплекса фосфопантетеин аденилилтрансферазы Mycobacterium tuberculosis с коферментом А и исследование его пространственной структуры при разрешении 2.1 Å Кристаллография, 2010, том 55, № 6, с. 1058–1067

  23. В.Х.Акпаров, В.И.Тимофеев, И.П.Куранова. Пространственная структура рекомбинантной карбоксипептидазы т из thermoactynomyces vulgaris, не содержащей связанных ионов кальция. Кристаллография, 2011, том 56, № 4, с. 705–711.

  24. И. П. Куранова, Е. А. Смирнова, Ю. А. Абрамчик, Л. А. Чупова, Р. С. Есипов, В. Х. Акпаров, В.И. Тимофеев, М. В. Ковальчук. Выращивание кристаллов фосфопантетеин аденилилтрансферазы, карбоксипептидазы т и тимидинфосфорилазы на международной космической станции методом встречной диффузии в капилляре. 2011 г. Кристаллография, 2011, том 56, № 5, с. 941–948.

  25. В.Х. Акрапов, В.И. Тимофеев, И.П. Куранова. Пространственная структура рекомбинантной карбоксипептидазы T из Thermoactynomyses vulgaris, не содержащей связанных ионов кальция. Кристаллография, 2011, т.56, стр. 641.

  26. И.П. Куранова, Е.А. Смирнова, Ю.А. Абрамчик, Л.А. Чупова, Р.С. Есипов, В.Х. Акпаров, В.И. Тимофеев, М.В. Ковальчук. Выращивание кристаллов фосфопантетеин аденилилтрансферазы, карбоксипептидазы Т и тимидинфосфорилазы на международной космической станции методом встречной диффузии в капилляре. Кристаллография, 2011, т. 56, стр. 944.

  27. В. И. Тимофеев, Е.А. Смирнова, Л. А. Чупова, Р. С. Есипов, И. П. Куранова. Пространственная структура фосфопантетеин аденилилтрансферазы из Mycobacterium Tuberculosis в апо-форме и в комплексах с коферментом А и с дефосфокоферментом А. Кристаллография, 2012, т. 57, стр. 102.

  28. В.И. Тимофеев, С.А. Кузнецов, В.Х. Акпаров, Г.Г. Честухина, И.П. Куранова. Пространственная структура карбоксипептидазы Т из Thermoactinomyces vulgaris в комплексе с БОК-L-лейцином (2013) Биохимия, том 78, вып. 3, с. 338 – 347.

  29. В.И. Тимофеев, Ю.А. Абрамчик, И.В. Фатеев, Н.Е. Жухлистова, Т. И. Муравьева, И. П. Куранова, Р. С. Есипов. Пространственная структура тимидинфосфорилазы Е. сoli в комплексе с 3'-азидо-2'-фтор-2',3'_дидезоксиуридином 2013, Кристаллография, том 58, № 6, с. 828–839.

  30. V. Timofeev, E. Smirnova, L. Chupova, R. Esipov and I. Kuranova. The X-ray study of the trigonal crystal form of phosphopantetheine adenylyltransferase from mycobacterium tuberculosis. FEBS Journal, V.280, Issue Supplement 1, p.136.

  31. Inna Kuranova, Vladimir Timofeev, Nadezhda Zhuchlistova, Roman Esipov, Yulia Abramchik, Tatiana Muravieva. Сrystal structure of thymidine phosphorylase from E. coli complexed with nucleoside analogs of chemotherapeutic value. FEBS journal,V.280, Issue Supplement 1, p. 154.

  32. Акпаров В.Х., Тимофеев В.И., Кузнецов С.А., Честухина Г.Г., Куранова И.П. Кристаллическая структура комплексов карбоксипептидазы т из actynomyces vulgaris с дикарбоновыми кислотами - аналогами аргинина и фенилаланина. VI Российский Симпозиум «Белки и пептиды» Уфа, 11-15 июня 2013 г Материалы симпозиума, с. 256.Sa.

  33. В.И.Тимофеев, В.Х.Акпаров, И.П.Куранова. Пространственная структура карбоксипептидазы т из Thermoactinomyces vulgaris в комплексе с n-бок-l-лейцином. 47-ая школа ФГБУ «ПИЯФ» по физике конденсированного состояния. Гатчина, 2013, стр. 61.

  34. Timofeev Vladimir , Abramchik Yulia, Zhukhlistova Nadezda, Muravieva Tatiana, Fateev Ilya, Esipov Roman and Kuranova Inna. 3’–Azidothymidine in the active site of Escherichia coli thymidine phosphorylase: the peculiarity of the binding on the basis of X-ray study// Acta Cryst. 2014, D70, 1155–1165.

  35. И.П. Куранова, М.В. Ковальчук. Кристаллы для изучения белковых структур. Природа. 2014. №3. Стр. 12-21.

  36. I.P. Kuranova, V. Timofeev, N. Zhukhlistova, Y. Abramchik, I. Fateev, T. Muravieva, R. Esipov The interaction of E. coli thymidine phosphorylase with therapeutically important azido nucleosides. FEBS Journal 281 (Suppl. 1) (2014) P.608.

  37. V. Timofeev, R. Esipov, L. Chupova, I. P. Kuranova. X-ray studies of the phosphopantetheine adenylyltransferase from M. tuberculosis FEBS Journal 281 (Suppl. 1) (2014) P.615.


Каталог: src -> CenterInfRes
CenterInfRes -> Исследование ростовой потенции статоконий в органе
CenterInfRes -> «Изучение природы космофизических факторов, определяющих временную структуру флуктуаций случайных процессов при синхронных измерениях флуктуации альфа-распада в электронных схемах на борту мкс и в специально созданной наземной установке
CenterInfRes -> Исследование вегетативной регуляции кардиореспираторной системы в условиях невесомости (Пульс)
CenterInfRes -> Экспериментальное подтверждение в натурных условиях тактико-технических и эксплуатационных характеристик космической оптической линии связи (колс) между космическими аппаратами (эколинс) Постановщик
CenterInfRes -> Национальная космическая политика соединённых штатов америки


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница