Заведующий лабораторией
Основные направления научной деятельности
• Противоопухолевые свойства микробных рибонуклеаз.
• Роль аминокислотных замен и посттрансляционных модификаций -амилоида в патогенезе болезни Альцгеймера.
• Влияние стрессовых факторов на активность и рецепторную функцию Na+/K+-AТРазы.
• Исследование структурных основ функционирования макромолекул методами рентгеноструктурного анализа, ядерного магнитного резонанса, микрокалориметрии и структурной биоинформатики.
Основные научные достижения
• Установлены молекулярные характеристики микробных РНКаз и клеточные компоненты, определяющие гибель раковых клеток под действием экзогенной РНКазы. Показано, что катионизация является эффективной стратегией усиления противоопухолевых свойств цитотоксичных РНКаз. Выявлено, что биназа эффективно снижает рост опухолей и развитие метастаз, индуцируя апоптоз злокачественных клеток, при этом РНКаза оказывает гепатопротекторное действие в животных – опухоленосителях. Установлено, что чувствительность опухолевых клеток к действию РНКазы зависит от экспрессии определенных онкогенов (KIT, FLT3, RAS, AML1-ETO, E6, E7).
• В результате исследований молекулярных механизмов патогенеза болезни Альцгеймера установлено, что основными молекулярными агентами, вовлекающими эндогенные молекулы бета амилоида (Абета) в образование патогенных олигомеров в присутствии ионов цинка, являются изоформы Абета, модифицированные по металл-связывающему домену вследствие спонтанных процессов белкового старения и/или генетических изменений. Определено, что тетрапептидный участок 11-14 («EVHH») молекулы Абета имеет пространственную структуру, принципиальная топология которой остаётся неизменной при всех известных трансформациях Абета, и контролирует цинк-зависимые взаимодействия этого пептида с другими биомолекулами. Показано, что изоформа Абета с изомеризованным остатком аспарагиновой кислоты в положении 7 (изоАбета) эффективно инициирует цинк-индуцированную агрегацию эндогенных молекул Абета in vitro, усиливает нейротоксичность Абета и ускоряет процесс церебрального амилоидогенеза в трансгенных мышах.
• Открыт третий основной тип локальной структуры (ближнего порядка) в нефибриллярных белках и пептидах – левая спираль типа полипролин II. Она представляет единственный структурный класс, часто встречающийся в белках помимо альфа-спирали и бета структуры.
• Установлен механизм редокс-регуляции Na,K-АТФазы, необходимой для функционирования всех клеток животных, заключающийся в глутатионилировании каталитической альфа-субъединицы фермента и нарушении связывания АТФ. Обнаружено два типа глутатионилирования каталитической субъединицы Na,K-АТФазы: регуляторное, являющееся важным этапом адаптации клеток к условиям гипоксии, и базальное, являющееся новой ко-трансляционной модификацией, играющей существенную роль в процессе фолдинга Na,K-АТФазы. Обнаружено, что мономерные формы Абета играют роль физиологического регулятора Na,K-АТФазы.
• Определена роль гуаниловых нуклеотидов в функционировании трансляционных ГТФаз: факторов терминации трансляции первого и второго рода, элонгационного фактора EF-G, фактора инициации трансляции IF2. Выявлены структурные изменения в молекулах факторов при связывании гуаниловых нуклеотидов и предложены модели конформационных перестроек в молекулах белков при связывании с GTP, GDP и рибосомой. • Установлены структуры новых ДНК-квадруплексов с применением трехмерной (3D) ЯМР спектроскопии. Разработана стратегия расшифровки спектров ЭПР, основанная на зависимости формы линии спектра от температуры и вязкости и разработано не имеющее аналогов программное обеспечение для теоретического моделирования спектров. Методами молекулярной динамики построены модели связывания цитохрома CYP17A1 с новыми стероидными ингибиторами – потенциальными агентами для терапии рака предстательной железы.
• С использованием метода рентгеноструктурного анализа определены с атомным разрешением структуры ряда белков: формиатдегидрогеназ из различных источников, рибонуклеаз, восьмигемовой цитохром с нитрит редуктазы, бактериальной уридинфосфорилазы, лакказ грибов. Для лакказы из Steccherinum murashkinskyi было показано, что под действием ионизирующего излучения в кристалле при температуре жидкого азота происходит ферментативное превращение молекулярного кислорода в молекулы воды. Эти данные позволили существенно изменить представления о механизме функционирования лакказ.