В данной работе на примере моделирования оптического отклика молекул фотосинтетических пигментов бактериохлорофилла и каротиноидов в различных растворителях мы демонстрируем уникальные возможности эволюционного метода оптимизации, известного как дифференциальная эволюция. Используемый метод является стохастическим алгоритмом математической оптимизации, в работе которого реализованы принципы естественного отбора и селекции, необходимые для приспособления организмов к изменениям окружающей среды.

Работа посвящена исследованию пространственной организации ZAD- и BTB-доменов архитектурных белков эукариот методами рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии. Архитектурные белки играют критическую роль в  3D-организации генома, а нарушения в их работе приводят к онкогенным хромосомным перестройкам. Был проведен сравнительный анализ ранее неизвестных кристаллических структур ZAD-доменов 4 белков и получены двумерные классы гексамеров 2 BTB-доменов дрозофилы.   

В данной работе был предложен способ оптимизации процесса in meso кристаллизации мембранных белков, предполагающий использование клеточных мембран в качестве стартового материала. С помощью данного метода были получены кристаллы двух микробных родопсинов.

В этой работе мы исследовали как энергия притяжения дуплексов ДНК зависит от типа одновалентного катиона, присутствующего в растворе. При помощи теории ионных оболочек с учетом полученных результатов удалось объяснить ранее проведенный эксперимент, который показал, что разные ионы индуцируют конденсацию ДНК при разной концентрации соли. Также мы обнаружили контринтуитивный результат – добавление небольшого количества полиэтилен гликоля может привести к деконденсации ДНК.

Микротрубочки - элемент  цитоскелета, который имеет уникальную динамику: фазы медленного роста и быстрого укорочения. Такая динамическая нестабильность наблюдается при высоких температурах. В то время, как при низких температурах микротрубочки разбираются. Моделирование микротрубочки методом броуновской динамики позволяет описать этот феномен, и понять возможные причины такого явления. Также эти симуляционные данные подтверждаются экспериментальными.

Морские психрофильные бактерии A. logei регулируют люминесценцию при помощи LuxI/LuxR QS системы. На сегодняшний день неизвестно, чем обусловлено присутствие двух копий регуляторного белка LuxR в клетках A. logei. Данная работа повящена исследованию чувствительности рецепторных белков QS систем A. fischeri и A. logei к ряду АИ, продуцируемых A. logei. Полученные результаты подтверждают гипотезу о различиях в специфичности LuxR1 и LuxR2 к различным АГЛ. 

В работе было произведено флуоресцентное мечение как растворимого, так и мембранного белков, показана специфичность покраски и функциональность белков. Активация белков сопровождается конформационными изменениями, и при удачном расположении метки вокруг нее существенно меняется локальное окружения. Так, при добавлении лигандов к комплексу белок-метка происходило изменение спектров эмиссии флуоресценции, которое позволяет статистически достоверно различать типы лигандов. 

Важнейшими задачами в области изучения GPCR являются поиск и описание взаимодействия новых лигандов. Эти задачи можно решить при помощи флуоресцентных методов : анализа термостабильности (TSA) и микромасштабного термофореза (MST). В результате проделанной работы для A2AAR  методом TSA были получены K_d для ряда ортостерических и аллостерических лигандов. При помощи MST были проведены аналогичные измерения, а также получена K_d для пептида на основе Gas субъединицы.

Важной задачей в понимании механизмов работы рецепторов, сопряженных с G-белком, является исследование его конформационной динамики – пространственного изменения структуры белка во времени в ответ на присоединение лиганда. В данной работе мы провели оптимизацию экспрессии, выделения, очистки, а также селективной покраски целевого рецептора для исследований его конформационной динамики методом одномолекулярной FRET-микроскопии.

В данной работе мы исследовали возможность классификации молекул воды и ионов хлора в кристаллографических структурах белков с использованием моделей машинного обучения. Мы представляем автоматизированный подход, с помощью которого нами были обнаружены кристаллографические структуры, в которых некорректно проаннотированы ионы хлора.

This paper will demonstrate for the first time how the space microgravity coupled with a strong magnetic field can modify protein structure with atomic details.

LOV-домены являются сенсорами синего света и встречаются в белках представителей всех трёх доменов жизни: бактерий, архей и эукариот. Целью данной работы являются структурно-функциональные исследования LOV-доменов белков из четырех представителей галоархей. В ходе работы были получены белковые препараты высокой степени очистки, изучены спектральные свойства белков, начата работа по кристаллизации, проведены эксперименты по количественной оценке термостабильности и рефолдинга белка.

В работе был получен рекомбинантный белковый комплекс на основе апоферритина из организма E. coli "SumoRBDFtnEC", потенциальная вакцина против SARS‐CoV‐2. Для этой конструкции проведены структурные исследования методами малоуглового рентгеновского рассеяния и электронной микроскопии негативного контрастирования. Полученные данные соответствуют полноразмерному глобулярному белковому комплексу из 24 субъединиц. Таким образом, подтверждена самосборка целевого белкового комплекса.

В данной работе исследован рекомбинантный c-ring из хлоропластов шпината, синтезированный в клетках Escherichia coli. Проведено клонирование гена в клетках E.coli TG-1, после чего выделены и очищены мономеры с1. Белки исследованы биохимическими методами гель-электрофореза и вестерн-блоттинга. Полученные данные свидетельствуют об экспрессии белка с1 из хлоропластов шпината в клетках E.coli. Способы сборки с-ринга в клетках E.coli обсуждаются.

В работе были проведены эксперименты по исследованию возможности обмена субъединицами между глобулами апоферритина в характерных условиях для рекомбинантных вакцин. Была проведена теоретическая оценка времени обмена субъединицами между глобулами апоферритина. Результаты работы подтверждают стабильность глобул рекомбинантных белковых комплексов на основе апоферритина при близких к  физиологическим условиях.

К одним из наиболее распространенных урологических заболеваний относится мочекаменная болезнь. Как известно, конкременты имеют различный химический состав и плотность, что влияет на выбор режима дробления. Целью данной работы стало исследование возможностей применения ряда оптических методов для оценки данных параметров. В работе изложены основные результаты, полученные с помощью спектроскопии диффузного отражения света и спектроскопии комбинационного рассеяния света.

В данной работе изучается взаимосвязь структурных и оптических свойств пигмента меланина методами стационарной и время-разрешенной флуоресцентной спектроскопии. На трёх моделях структурно отличающихся образцов меланина исследованы свойства стационарного поглощения, спектральные и временные свойства флуоресцентного отклика, возбуждаемого на различных длинах волн. Показаны различия в фотофизике натурального меланина и меланина, выделенного из клеток меланомы.

Целью данной работы являлась проверка активации промотора гена ftnA в ответ на окислительный стресс в клетках E. coli. Для этого был клонирован биосенсор на основе клеток Escherichia coli и промотора гена ftnA Escherichia coli. Далее была измерена люминесценция полученных клеток при добавлении перекиси водорода в различных концентрациях. 

Исследуемым объектом является гистидин-киназа DesK из Bacillus subtilis, которая отвечает за адаптацию к холодным температурам. В составе сенсорных гистидин-киназ присутствует каталитический домен, способный связывать молекулы АТФ/АДФ. Нами было обнаружено, что белковые молекулы DesK, связавшие АТФ, образуют олигомеры, состоящие из нескольких (предположительно, шести) белковых молекул. В работе приведено исследование зависимости олигомеризации рекомбинантного белка DesK от условий экспрессии.

В данной работе рассматривается вопрос формирования O-состояния у протеородопсинов с DTG/DTS мотивом. С помощью метода время-разрешённой спектроскопии было показано, что увеличение pH приводит к удлинению данного состояния и фотоцикла в целом.

Перспективные методы дизайна лекарственных препаратов основываются на трехмерной структуре белка-мишени. В качестве кандидата для определения пространственной структуры нами был выбран рецептор, связанный с патогенезом заболеваний репродуктивной системы. Была проведена пробная экспрессия целевого рецептора в клетках насекомых (Sf9). Для улучшения экспрессии и увеличения стабильности исследуемого белка был проведен дизайн ряда генетических конструкций.

Стандартные методы функциональной характеризации каналов и помп, в том числе и родопсинов, как правило имеют ряд особенностей, из-за которых часто теряется или не учитывается важная информация о их работе. Например, для большинства методов сложно, или невозможно создать разное окружение для цитоплазматической и внеклеточной части белка, в том числе и pH. В данной работе показанно, что протеородопсины с DTS/DTG мотивом имеют не симмитричную pH-чувствительность с разных сторон от мембраны

В данной работе изучается микробный родопсин TRR1 из бактерии Truepera radiovictrix, предположительно принадлежащий к классу светочувствительных натриевых помп. Функциональное исследвание позволило убедиться, что  TRR1 действительно является представителем этого класса, также обладая активностью H+-помпы и сильной зависимостью спектра поглощения от рН. Общность этих свойств с другой светочувствительной натриевой помпой - KR2 - подкрепляет предположение об их характерности для всего класса.

С помощью метода молекулярной динамики было проведено моделирование мономера, тетрамера, гептамера и декамера субъединицы с роторного кольца АТФ синтазы из организма Spinacia oleracea в различных по липидному составу мембранах.

Целью настоящей работы стала оценка связвания  протомеров dCache PctA с различными лигандами и соотнесение структурно-динамических параметров, полученных методами молекулярной динамики, с экспериментальными данными. Понимание механизма активации рецепторов может помочь в дальнейшем развитии молекулярной биологии, медицины и создании высокоэффективных модуляторов активности рецепторов.

Изучается, как замены некоторых аминокислот, окружающих ретиналь микробного родопсина BcXeR, влияют на спектр его поглощения в видимой области. Одна из мутаций уменьшила длину волны характерного максимума поглощения на 30 нм, сохранив функцию белка. Изменение спектральных свойств микробных родопсинов расширяет их возможности как оптогенетических инструментов.

В данной  работе были исследованы возможности увеличения диаметра водного канала липидных кубических фаз с помощью полимерного детергента с двумя гидрофильными концами в зависимости от технологии и порядка смешивания компонентов. Достигнуты значения диаметра водного водного канала около 190 Å.

Несколько лет назад во всем мире вспыхнула пандемия COVID-19, вызванная коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), который приводит к опасной для жизни форме атипичной пневмонии. Целью данной работы является структурное исследование мембранного белка E SARS-CoV-2 и его доменов.

В рамках работ по изучению природного разнообразия сенсоров калия в бактериях в базе данных InterPro проведен отбор белков,
подобных белку KdpD в E.coli. Для проверки качества аннотирования доменов в InterPro для двух архитектур, различиющичся одним доменом, проводилось визуальное сравнение моделей пространственной структуры, предсказанных программой AlphaFold версии 2. Обнаружено, что в значительном количестве случаев
аннотации в InterPro и предсказания AlphaFold не согласуются.

Виртуальный скрининг - один из этапов драг-дизайна, что делает уменьшение вычислительных затрат на его проведение актуальной задачей. Работа предлагает один из способов ускорить процесс виртуального скрининга при помощи классического машинного обучения.

В данной работе методом белковой кристаллографии было проведено исследование изменения конформации рецептора, сопряженного с G-белком, под влиянием выского давления криптона и гелия. В качестве объекта для исследований был взят аденозиновый А_2А  рецептор человека.

Данная работа посвящена получению  структуры мембранного ретинального белка со связанным каротиноидом методом криоэлектронной микроскопии. В докладе обсуждаются основные этапы обработки данных и их влияние на качество карт плотности.

В работе исследуется светочувствительный мембранный белок ксенородопсин, отличающийся от всех известных белков этого класса в ряде ключевых мест, в частности, в группе высвобождения протона. Функциональные и спектральные тесты показали, что белок является обратной протонной помпой и имеет фотоцикл, соответствующий фотоциклам других представителей класса.

Данная работа посвящена изучению латеральной гетерогенности в бислоях ДОФХ/ДОФС, полученных методом молекулярной динамики. В работе предложен метод выделения липидных нанокластеров по распределению локальной плотности вокруг ц.м. головок липидов. Показано, что структура и динамика выявленных кластеров значимо различаются в ДОФХ и ДОФС в силу большего числа межлипидных взаимодействий ДОФС. Изменение характера кластеризации коррелирует с изменением физических свойств поверхности мембраны.

• Работа посвещена изучению эффективности защиты, обеспечиваемой системами рестрикции модификации в присутствии белка антирестрикции Ocr методом фагового посева

Фотодекарбоксилаза жирных кислот (ФЖК) принадлежит недавно открытому четвевртому семейству фотоферментов. На данный момент они являются наиболее перспективными из них с точки зрения применения в промышленности. В данной работе продемонстрирована каталитическая активность ФЖК из Chlorella variabilis NC64A, полученной экспрессией в E.coli, и исследовалась ее стабильность.

Молекулярная динамика фотодекарбоксилазы жирных кислот

В работе продемонстрирован подход к оценке скорости переноса протонов родопсинами-протонными помпами через мембрану клетки.  В данном методе используется стандартная процедура экспрессии родопсина в E.coli, методы спектрофотомерии и pH-тесты.

Онкологические заболевания являются одной из основных причин смертности в мире. Достаточно высокую эффективность в борьбе с ними показали онколитические вирусы. Однако их действие на здоровые клетки не всегда возможно точно предсказать, поэтому поиск и проверка молекулярно-генетических детерминант чувствительности злокачественных клеток к непатогенным энтеровирусам, а также понимание изменения вирусного тропизма к тем или иным рецепторам являются актуальными задачами.

В работе исследуется белок тканевая трансглутаминаза tTG человека, участник молекулярного механизма заболевания целиакии. Проведены экспрессия, выделение и очистка tTG. Обсуждается возможность создания функциональных тестов для определения влияния потенциальных ингибиторов tTG на её активность.

В трансаминазах кофактор, молекула PLP, связывается с каталитическим остатком лизина в активном центре, образуя холоформу фермента. Ранее у некоторых бактерий были обнаружены продукты, которые были аннотированы как аминотрансферазы, но в них отсутствовал ключевой каталитический остаток лизина. Для выяснения того, какие продукты кодируют эти гены, с помощью рентгеноструктурного анализа была получена структура белка этого типа из бактерии Variovorax paradoxus (VP5454) с разрешением 2.3 Å.

В данной работе мы создали генно-инженерную конструкцию рецептора для экспрессии в клетках насекомых Sf9 и дальнейшей очистки. Генно-инженерная конструкция и протокол выделения и очистки рецептора были оптимизированы для получения наибольшего выхода белка и его наилучшей стабильности. Был получен образец рецептора в комплексе с Gi белком и фрагментом антитела ScFv16 для исследований методом просвечивающей криоэлектронной микроскопии.

При окислительном стрессе содержание белковой субъединицы теломеразы (TERT) повышается в митохондриях. Однако, механизм транспорта остается неизвестен. Либо TERT транспортируется в зрелом виде из ядра, либо синтезируется в них котрансляционно в ответ на стресс. В данной работе предпринята попытка выяснить, какая из этих гипотез верна.

Также затрагивается вопрос поиска партнеров по взаимодействию TERT в митохондриях, в частности MnSOD.

В работе проводится исследование фрагментов антител и их взаимодействия с GPCR для дальнейших структурных исследований.