Сайт в стадии разработки [Старая версия сайта]
Самый цитируемый биологический институт РФ *

Отдел биохимии животной клетки

Отдел биохимии животной клетки организован в 1965 году Сергеем Евгеньевичем Севериным, выдающимся российским биохимиком, блестящим педагогом и организатором отечественной науки. Он был академиком АН СССР и АМН СССР, иностранным членом нескольких академий, президентом Всесоюзного биохимического общества, главным редактором журнала "Биохимия", заведующим кафедрой биохимии биологического факультета МГУ. С.Е. Северин руководил отделом с 1965 по 1988 г., заведующие отделом в последующие годы – проф. Г.А. Кочетов (1988 - 1996 гг.), в настоящее время главный научный сотрудник отдела, проф. В.И. Муронец (с 1996 г. по настоящее время).

Направления исследований

  1. Агрегация белков амилоидного типа и роль шаперонов в ее предотвращении (руководитель – проф. В.И. Муронец)
  2. Агрегация естественно развернутых белков и ее связь с гомоцистеинилированием (руководитель – проф. В.И. Муронец)
  3. Структура, механизм действия и регуляция тиаминдифосфат-зависимых ферментов (руководитель – проф. Г.А. Кочетов)
  4. Структура и свойства изоферментов глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы человека (руководитель – к.б.н. Е.В. Шмальгаузен)
  5. Роль энергетического обмена в регуляции подвижности сперматозоидов (руководитель – к.б.н. Е.В. Шмальгаузен)
  6. Экспрессия спермоспецифических белков в клетках злокачественных опухолей (руководитель – к.б.н. И.А. Севостьянова)
  7. Изучение транскетолазы нормальных тканей человека и ее мутантной формы, экспрессирующейся в опухолевых тканях (руководитель – к.б.н. Л.Е. Мешалкина)

Основные научные достижения

Указаны достижения за последние 10 лет – с 2002 по 2012 гг.

(i) Агрегация и амилоидные превращения белков

Впервые изучено влияние гомоцистеинилирования на агрегацию естественно развернутых белков – казеинов [Stroylova et al, 2011, BBA]. В случае каппа-казеина показана способность гомоцистеинилирования провоцировать образование амилоидных фибрилл.

Получены данные об особенностях агрегации и амилоидных превращений прионов – белков, отвечающих за развитие трансмиссионной губчатой энцефалопатии («коровьего бешенства») [Tsiroulnikov et al, 2009, BBA]. Обнаружены факты патологических изменений прионов при взаимодействии с фосфолипидами и при гомоцистеинемии. Это наблюдение позволяет связать развитие ряда нейродегенеративных заболеваний с увеличением содержания гомоцистеина в организме животных и человека.

Показано, что химически модифицированные формы белков способны необратимо ингибировать шапероны [Polyakova et al, 2005, Protein science; Naletova et al, 2006, BBA]. Подобный механизм может играть важную роль в развитии нейродегенеративных заболеваний.

(ii) Изоферменты глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы

Проведено исследование эволюции изоферментов глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы позвоночных животных [Kuravsky et al, 2011, BMC Evolutionary Biology]. Помимо успешно проведенной реконструкции филогении, было установлено, что спермоспецифический изофермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDS) может экспрессироваться и в соматических клетках. В этих случаях GAPDS может быть лишена полипролинового домена из-за альтернативного сплайсинга.

Впервые получен активный водорастворимый препарат спермоспецифического изофермента глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы человека (GAPDS), и исследованы его свойства [Elkina et al, 2010, BBA]. Показано, что GAPDS существенно более устойчива к денатурации, чем соматический изофермент, а также обладает более высоким сродством к коферменту NAD+.

Доказано влияние окисления соматического изофермента глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPD) на его транслокацию из цитоплазмы в ядро [Arutyunova et al, 2003, BBRC]. Окисление GAPD происходит при индукции апоптоза перекисью водорода и сопровождается диссоциацией тетрамеров GAPD на димеры и мономеры, которые взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами, находящимися в ядре клетки.

(iii) Транскетолаза : каталитический механизм и экспрессия в опухолевых тканях

Проведено изучение транскетолазо-подобного белка (TKTL1), специфичного для опухолевых тканей. Получен мутант транскетолазы человека, в котором отсутствуют 38 аминокислотных остатков (основное отличие TKTL1 от транскетолазы). Показано, что мутантный белок не обладает транскетолазной активностью и не содержит связанный тиаминдифосфат. В сочетании с данными компьютерного моделирования сделано заключение о том, что TKTL1 не способен катализировать транскетолазную реакцию, как предполагалось ранее.

Исследовано взаимодействие транскетолазы с коферментом – тиаминдифосфатом. Разработана кинетическая модель взаимодействия лигандов с димерными белками [Ospanov et al, 2006, Biophysical Chemistry]. Показано, что 4′-аминогруппа тиаминдифосфата стабилизирует центральный интермедиат транскетолазной реакции [Meshalkina et al, 2009, Biochemistry (Moscow)]. Показана полуцентровая реактивность транскетолазы [Sevostyanova et al, 2009, BBRC]. Выявлена регуляторная роль свободных ионов кальция, в присутствии которых индуцируется кооперативность активных центров транскетолазы.

Участие в научно-исследовательских проектах и грантовая поддержка

Указано за последние 10 лет – с 2002 по 2012 гг.

Международное сотрудничество

С 2007 г. по настоящее время сотрудники отдела участвуют в международном проекте «Регуляция и эволюция клеточных систем» (RECESS, http://www.cellular-systems.de) совместно с Мюнхенским техническим университетом и Мюнхенским университетом Людвига-Максимилиана (Германия). С 1996 по 2011 гг. проводились совместные исследования с лабораторией энзимологии Нанси-Университета (Франция) и лабораторией проф. Т. Эртле (T. Haertlé) Национального института агрономических исследований г. Нант (Франция). В рамках грантов INTAS и NATO выполнялись работы совместно с кафедрой фармакологии Римского университета (Италия, координатор проекта проф. Л. Сасо), а также лабораториями из Франции, Швеции и Белоруссии.

Грантовая поддержка

  • 2011-2013 гг., «Разработка методов диагностики онкологических и нейродегенеративных заболеваний на основе спермоспецифических белков», РФФИ 11-08-00663-а, руководитель – И.А. Севостьянова
  • 2011-2013 гг., «Роль взаимодействий между амилоидогенными белками в развитии нейродегенеративных заболеваний», РФФИ 11-04-01350-а, руководитель – В.И. Муронец
  • 2009-2011 гг., «Изучение роли белок-белковых взаимодействий в регуляции метаболизма и формировании амилоидных структур с использованием биоинформационных и экспериментальных подходов», РФФИ 09-04-92740-ННИОМ_а, руководитель – В.И. Муронец
  • 2009-2011 гг., «Спермоспецифичная глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа: структура, свойства и роль в подвижности сперматозоидов», РФФИ 09-04-01122-а, руководитель – Е.В. Шмальгаузен
  • 2008-2010 гг., «Поиск соединений, уменьшающих патологическое действие агрегатов амилоидогенных белков», РФФИ 08-04-00231-а, руководитель – В.И. Муронец
  • 2006-2007 гг., «Структура активного центра транскетолазы и кинетические механизмы функционирования фермента», РФФИ 06-04-48395, руководитель – Г.А. Кочетов
  • 2006-2008 гг., «Роль энергетического обмена сперматозоидов в регуляции их подвижности», РФФИ 06-04-48240-а, руководитель – Е.В. Шмальгаузен
  • 2005-2007 гг., «Механизмы агрегации, денатурации и шаперон-зависимого сворачивания дегидрогеназ – термодинамический анализ и молекулярное моделирование», РФФИ 05-04-48955-а, руководитель – В.И. Муронец
  • 2005-2007 гг., «Mechanisms of protein denaturation and design of new inhibitors of protein aggregation for the pharmacological treatment of Alzheimer and other condensation diseases», INTAS 03-51-4813, руководительВ.И. Муронец
  • 2004-2006 гг., «Роль окисления ферментов в индукции нейродегенеративных заболеваний и апоптоза», РФФИ 04-04-81038-Бел2004_а, руководитель – В.И. Муронец
  • 2003-2006 гг., «Антиденатуранты как препараты против болезней, обусловленных конденсацией белков», NATO, руководитель – В.И. Муронец
  • 2002-2004 гг., «Роль глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназы в индукции апоптоза», РФФИ 02-04-48076-а, руководитель – В.И. Муронец

Научные премии

Международные

  • Стипендия Ландау Сети-Центра Вольта для профессоров (В.И. Муронец);
  • Стипендия Земель Луары для иностранных ученых (В.И. Муронец);
  • Премии Европейской академии для молодых ученых (М.В. Ковина, Е.В. Шмальгаузен).

Российские

  • Ленинская премия (С.Е. Северин);
  • Государственная премия (Н.К. Наградова, Г.А. Кочетов);
  • Президентская стипендия для выдающихся ученых (В.И. Муронец);
  • 1-я премия Минвуза СССР за лучшую научную работу ВУЗов (Г.А. Кочетов);
  • Гранты О.В. Дерипаска талантливым студентам, аспирантам и молодым ученым МГУ (И.Н. Налетова, Е.В. Шмальгаузен, М.Л. Куравский);
  • Стипендии МГУ для молодых преподавателей и ученых, добившихся значительных результатов в преподавательской и научно-исследовательской деятельности (И.Н. Налетова, М.Л. Куравский, Ю.Ю. Стройлова);
  • Премии им. А.Д. Каулена для молодых ученых НИИФХБ МГУ (И.А. Севостьянова, О.Н. Ивинова, Ю.Ю. Стройлова, М.Л. Куравский).

Педагогическая деятельность

Сотрудники отдела проводят большую педагогическую работу на факультете биоинженерии и биоинформатики МГУ и на кафедре биохимии биологического факультета МГУ. Профессор В.И. Муронец читает курсы лекций «Белковая инженерия» для студентов 4-го курса факультета биоинженерии и биоинформатики и «Иммобилизация в биохимии» для студентов 4-го курса кафедры биохимии. И.А. Севостьянова, Л.Е. Мешалкина и М.Л. Куравский проводят занятия в рамках большого и малого практикумов по биохимии для студентов 3-го и 4-го курсов факультета биоинженерии и биоинформатики.

Многие сотрудники отдела являются научными руководителями аспирантов и студентов факультета биоинженерии и биоинформатики. В настоящее время в отделе работают студенты А.С. Мараховская и Е.Д. Зотова и аспирант М.Л. Куравский. С 2007 по 2012 год аспирантами отдела было успешно защищено 5 кандидатских диссертаций в области биологических наук.

Все сотрудники отдела

Штатные сотрудники

Избранные статьи Все статьи
  1. Naletova I.N., Popova K.M., Eldarov M.A., Kuravsky M.L., Schmalhausen E.V., Sevostyanova I.A., Muronetz V.I. (2011) Chaperonin TRiC assists the refolding of sperm-specific glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Archives of Biochemistry and Biophysics, 516 (1): 75–83. >>

  2. Kiselev G.G., Naletova I.N., Sheval E.V., Stroylova Y.Y., Schmalhausen E.V., Haertlé T., Muronetz V.I. (2011) Chaperonins induce an amyloid-like transformation of ovine prion protein: The fundamental difference in action between eukaryotic TRiC and bacterial GroEL. Biochimica et Biophysica Acta, 1814 (12): 1730–1738. >>

  3. Stroylova Y.Y., Zimny J., Yousefi R., Chobert J.M., Jakubowski H., Muronetz V.I., Haertle T. (2011) Aggregation and structural changes of alpha(S1)-, beta- and kappa-caseins induced by homocysteinylation. Biochimica et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics, 1814 (10): 1234-1245.

  4. Kuravsky M.L., Aleshin V.V., Frishman D., Muronetz V.I. (2011) Testis-specific glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: origin and evolution. BMC Evolutionary Biology, 11: 160.

  5. Elkina Y.L., Kuravsky M.L., el'darov M.A., Stogov S.V., Muronetz V.I., Schmalhausen E.V. (2010) Recombinant human sperm-specific glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: Structural basis for enhanced stability. Biochimica et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics, 1804 (12): 2207-2212.

  6. Tsiroulnikov K., Shchutskaya Y., Muronetz V., Chobert J.M., Haertle T. (2009) Phospholipids influence the aggregation of recombinant ovine prions From rapid extensive aggregation to amyloidogenic conversion. Biochimica et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics, 1794 (3): 506-511.

  7. Naletova I., Schmalhausen E., Kharitonov A., Katrukha A., Saso L., Caprioli A., Muronetz V. (2008) Non-native glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase can be an intrinsic component of amyloid structures. Biochimica et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics, 1784 (12): 2052-2058.

  8. Polyakova O.V., Roitel O., Asryants R.A., Poliakov A.A., Branlant G., Muronetz V.I. (2005) Misfolded forms of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase interact with GroEL and inhibit chaperonin-assisted folding of the wild-type enzyme. Protein Science, 14 (4): 921-928.

  9. Schmalhausen E.V., Pleten' A.P., Muronetz V.I. (2003) Ascorbate-induced oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Biochemical and Biophysical Research Communications, 308 (3): 492-496.

  10. Arutyunova E.I., Danshina P.V., Domnina L.V., Pleten A.P., Muronetz V.I. (2003) Oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase enhances its binding to nucleic acids. BBRC, 307 (3): 547-552. >>

  11. Danshina P.V., Schmalhausen E.V., Avetisyan A.V., Muronetz V.I. (2001) Mildly oxidized glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase as a possible regulator of glycolysis. IUBMB Life, 51 (5): 309-314.

  12. Schmalhausen E.V., Nagradova N.K., Boschi-muller S., Branlant G., Muronetz V.I. (1999) Mildly oxidized GAPDH: the coupling of the dehydrogenase and acyl phosphatase activities. FEBS Letters, 452 (3): 219-222.