Лаборатория морской биохимии

Руководитель подразделения:

0177.jpg

РАССКАЗОВ Валерий Александрович
кандидат биологических наук

Научные сотрудники:  

Исаева.JPG

            age2.jpg

Гафуров.JPG

ИСАЕВА
Марина Петровна,
к.м.н., доцент, с.н.с.

БЫСТРИЦКАЯ  
Евгения Петровна,  
аспирант

ГАФУРОВ
Юрий Михайлович,
к.б.н., с.н.с.

Стенкова.JPG

Мензорова.JPG

Терентьева.JPG

СТЕНКОВА
Анна Михайловна,
к.б.н., н.с.

МЕНЗОРОВА
Наталья Ильинична,
к.х.н., с.н.с.

ТЕРЕНТЬЕВА
Наталья Александровна,
к.б.н., с.н.с.

age2.jpg

Сибирцев.JPG

Довгаль.JPG

БАЛАБАНОВА
Лариса Анатольевна,
к.б.н., н.с.
СИБИРЦЕВ
Юрий Тимофеевич,
к.б.н., с.н.с.

ДОВГАЛЬ
Валентина Дмитриевна,
ст. лаборант

age2.jpg

age2.jpg

age2.jpg

КОЖЕМЯКО
Валерий Борисович,
с.н.с., к.б.н.
НОСКОВА
Юлия Александровна,
к.б.н., н.с.
ГУЗЕВ
Константин Викторович,
м.н.с.

Файзулина_2.jpg



ФАЙЗУЛИНА
Надия Муссаевна,
аспирант




Основные научные направления:

Исследование свойств, механизма действия и специфичности, а также механизмов регуляции биосинтеза ферментов нуклеинового обмена (ДНКазы, РНКазы, фосфатазы) морских организмов с целью выяснения их биологической функции, а также возможности их использования в генетической инженерии, биотехнологии и медицине.

Исследование первичной структуры уникальных ферментов и белков, в том числе гликопротеинов- лектинов из морских беспозвоночных и микроорганизмов,  и получение рекомбинантных белков на базе технологий рекомбинантных ДНК с привлечением последних достижений генной инженерии  осуществляя полный цикл работ: от выбора стратегии клонирования индивидуального гена и его химико-ферментативного синтеза до разработки методов выделения, очистки и тестирования целевого белка. Основные усилия сосредоточены на использовании прокариотических штаммов-продуцентов.

 

Основные результаты:

Результаты проведенных исследований показали, что морские гидробионты и микроорганизмы являются перспективнейшими источниками новых высокоспецифичных нуклеаз и фосфатаз. Так, Ca2+,Mg2+-зависимые ДНКазы из эмбрионов морского ежа Strongylocentrotus intermedius и гепатопанкреаса камчатского краба Paralithodes kamchatica существенно различаются рядом свойств и выраженной специфичностью ко вторичной структуре субстратов в сравнении с металлозависимыми ДНКазами млекопитающих, в частности, панкреатической ДНКазой. Ca2+,Mg2+-зависимые ДНКазы морского происхождения преимущественно расщепляют двуцепочечные ДНК и полидезоксинуклеотиды, тогда как одноцепочечные субстраты абсолютно устойчивы к их действию.

Способность Ca2+,Mg2+–зависимой ДНКазы из гепатопанкреаса краба камчатского преимущественно расщеплять совершенные дуплексы ДНК и не гидролизовать несовершенные дуплексами с замещением даже одного нуклеотида, позволила создать новый метод выявления однонуклеотидных замещений при анализе генов (SNP). Надежность и простота разработанного метода скрининга однонуклеотидных замен в геномной ДНК (SNP) позволяет исследовать молекулярную природу предрасположенности к различным заболеваниям.

Практический интерес представляют кислые ДНКазы из яйцеклеток морского ежа Strongylocentrotus intermedius и печени минтая, способные изменять свою специфичность в зависимости от pH и ионной силы.

Показано, что морские бактерии родов Alteromonas и Pseudomonas, выделенные из морской воды, донных осадков и некоторых видов асцидий, продуцируют РНКазы, проявляющие уникальную специфичность к природе азотистых оснований РНК. В частности, фермент, предпочтительно расщепляющий полиуридиловую кислоту, был выделен из штамма Alteromonas haloplanktis KMM 223 — представителя глубоководных свободно живущих морских бактерий.

Из морских бактерий выделены новые щелочные фосфатазы, отличающихся необычайно высокой удельной активностью в сравнении с известными в настоящее время фосфатазами.Так, для щелочной фосфатазы Cobetia marina KMM 296 она составляла 15000 единиц на миллиграмм белка. Показано, что этот фермент может быть использован для структурных исследований нуклеиновых кислот, а также для препаративного получения конъюгатов с антителами. Впервые методами молекулярного клонирования и секвенирования хромосомной ДНК установлена первичная структура предшественника высокоактивной щелочной фосфатазы морской протеобактерии рода Cobetia. Показано, что белковая цепь щелочной фосфатазы Cobetia marina состоит из 535 аминокислотных  остатков с лидерным пептидом, состоящим из 34 аминокислот. Сравнительный анализ аминокислотной последовательности ЩФ Сobetia marina с известными ЩФ показал, что фермент имеет несколько существенных аминокислотных замен в области активного центра, а именно в сайте связывания ионов Mg2+, традиционно значимых для проявления активности всех ЩФ. Этот факт, а также наличие необычной петли в ближайшем окружении активного центра объясняет уникально высокую удельную активность и некоторые другие необычные физико-химические свойства морской щелочной фосфатазы (ТИБОХ ДВО РАН).

Совместно с Лаб. Химии ферментов установлена первичная структура  эндо-1,3-бета-D-глюканаз двустворчатых моллюсков  Spisula sachalinensis, Chlamys albidus и Patinopecten yessoensis, исследована зависимость  между структурной организацией и каталитической активностью эндо-1,3-бета-D-глюканаз двустворчатых моллюсков, проводятся исследования возможности получения ферментативно активных  рекомбинантных  белков с целью установления функциональной роли  аминокислотных остатков в каталитическом процессе и   использования рекомбинантных эндо-1,3- бета-D-глюканаз  двустворчатых моллюсков в биотехнологическом производстве 1,3;1,6-бета D-глюканов,  обладающих иммуностимулирующим, антиопухолевым и радиопротекторным действием.

Совместно с Лабораторией химии ферментов (ТИБОХ ДВО РАН) установлена аминокислотная последовательность двух весьма перспективных для практического применения ферментов морских бактерий: α-N-ацетилгалактозаминидазы, выделенной из новой морской бактерии рода Arenibacter latericius KMM 426T, а также термолабильной α-галактозидаза из Pseudoalteromonas sp. КММ 701. Показано, что α-N-ацетилгалактозаминидаза способна при рН 7,3 инактивировать групповую специфичность эритроцитов крови человека группы А, тогда как α-галактозидаза из морской бактерии способна инактивировать групповую специфичность B эритроцитов крови человека и прерывать адгезию патогенной бактерии Corinebacterium diphtheria к клеткам буккального эпителия. Построена теоретическая модель пространственной структуры и активного центра фермента с использованием в качестве прототипов α-галактозидазы из Termotoga maritima и Oriza sativa. С помощью модели установлено положение каталитических (кислотно/основного и нуклеофильного) остатков фермента. α-Галактозидаза классифицирована как представитель семейства GH36 клана-D.

. Разработан метод дифференциальной диагностики заболеваний человека, вызванных патогенными бактериями рода Yersinia, включая возбудителей чумы, псевдотуберкулеза и других иерсиниозов, основанный на применении полимеразной цепной реакции. Метод отличается высокой чувствительностью и позволяет выявлять патогенные бактерии в биологических средах человека и животных при их количестве в пробе от 10-100 копий геномов. Разработанный метод может быть рекомендован для быстрой идентификации высоко патогенной чумной бактерии в случае использования последней террористами, а также для выявления этого возбудителя при контаминации объектов внешней среды.

Совместно с Лабораторией неинфекционного иммунитета (ТИБОХ ДВО РАН) методами генетической инженерии выделен и охарактеризован рекомбинантный маннан-связывающий лектин голотурии Apostichopus japonicus, на его основе разрабатывается высокоспецифичная тест-система ранней диагностики рака шейки матки.

Впервые с помощью методов сайт-направленного мутагенеза сконструированы генетические конструкции, экспрессирующие мутантные формы основных мембранных белков–поринов патогенной для человека бактерии Yersinia pseudotuberculosis. Создана серия генно-инженерных конструкций гена OmpF порина, получены штаммы-продуценты. Подобраны условия выделения и рефолдинга рекомбинантного порина из телец включения. Показано, что рекомбинантный белок специфически взаимодействует с антителами, полученными при иммунизации кроликов природным порином. Рекомбинантный порин Y. pseudotuberculosis является потенциальным антигеном для диагностики и профилактики иерсиниозов.