Лаборатория геномной и белковой инженерии [Институт химической биологии и фундаментальной медицины]
ИХБФМ СО РАН » ru » Структура института » Лаборатории » Лаборатория геномной и белковой инженерии
Лаборатория геномной и белковой инженерии

Лаборатория геномной и белковой инженерии

Заведующий лабораторией


Жарков Дмитрий Олегович
профессор РАН, доктор биологических наук, доцент
Победитель конкурса Фонда содействия отечественной науке «Лучшие ученые РАН»; победитель конкурса научно-популярных статей РФФИ; член редакционной коллегии журнала «Journal of Biomolecular Structure and Dynamics»; член Совета по науке Министерства образования и науки РФ, г.н.с.

телефон: (383) 363-51-87



Сотрудники

ФИО Должность Звание Телефон E-mail Researcher ID
Барматов Александр Евгеньевич лаборант 363-51-28
Веселов Виктор Евгеньевич ст.лаборант 363-51-28
Грин Инга Ростиславовна н.с. к.х.н. 363-51-88
Дворникова (Довгерт) Антонина Павловна ст.лаборант 363-51-28 E-9310-2014
Дятлова (Лаптева) Евгения Алексеевна ст.лаборант 363-51-28
Ендуткин Антон Валентинович м.н.с. к.х.н. 363-51-28 G-6948-2013
Жарков Дмитрий Олегович зав.лабораторией профессор РАН, д.б.н. 363-51-87 K-2158-2012
Кулишова Лилия Михайловна м.н.с. к.б.н. 363-51-88
Мечетин Григорий Вениаминович н.с. к.х.н. 363-51-88
Панферова Елена Петровна ст. лаборант 363-51-88
Петрова Дарья Витальевна ст. лаборант 363-51-88
Попов Александр Викторович ст.лаборант 363-51-74 E-3169-2013
Юдкина Анна Владимировна ст.лаборант 363-51-88

Основные направления исследований


  • Фундаментальные механизмы повреждения ДНК, репарации ДНК и клеточного ответа на генотоксический стресс.
  • Заболевания человека, связанные с генотоксическим стрессом и дефектами репарации ДНК.
  • Создание молекулярно-биологического инструментария с использованием ферментов репарации ДНК.
  • Дизайн ферментов и многокомпонентных комплексов биополимеров с заданными функциями.

Важнейшие научные результаты


  • Проведен комплекс исследований факторов, влияющих на субстратную специфичность фермента Fpg и OGG1. Часто возникающее в геноме поврежденное основание 8-оксогуанин (oxoG) стимулирует мутагенное включение dAMP при репликации. При репарации oxoG ферментами Fpg бактерий и OGG1 человека для предотвращения мутагенеза oxoG должен удаляться из пар oxoG:C, но не из пар oxoG:A. Установлены механизмы действия этих ферментов, основные параметры строения ДНК, влияющие на их активность, определены аминокислотные остатки, критичные для их функционирования. [Kirpota et al., Nucleic Acids Res. 2011. 39, 4836; Popov et al., J. Comput. Chem. 2013. 34, 319].
  • Проведен комплекс исследований ферментов NEIL1 и NEIL2 человека – гомологов белков Escherichia coli формамидопиримидин-ДНК-гликозилазы (Fpg) и эндонуклеазы VIII (Nei). Установлен подробный механизм узнавания поврежденных оснований ферментами этого класса. Показано, что NEIL1 вместе с 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазой человека (OGG1) отвечает за репарацию поврежденного основания 8-оксоаденина в ДНК. Установлены участки белка NEIL2, ответственные за связывание с ДНК. [Grin et al., FEBS Lett. 2010. 584, 1553; Grin et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010. 394, 100; Kuznetsov et al., DNA Repair. 2012. 11, 884].
  • Поиск специфических участков в ДНК может идти по трем основным механизмам: ненаправленной трехмерной диффузии (дистрибутивный поиск), ненаправленной одномерной диффузии (процессивный поиск) и АТФ-зависимой направленной транслокации. Разработан новый метод, позволяющий количественно охарактеризовать процессивный поиск, в том числе оценить вклад в него разных механизмов транслокации. Метод использован для установления механизма поиска повреждений урацил-ДНК-гликозилазами и апурин-апиримидиновыми эндонуклеазами человека и E. coli. Показано, что эти ферменты способны вести коррелированный поиск при низкой ионной силе и переходить на дистрибутивную модель при ее повышении, количественно охарактеризован механизм поиска. [Zharkov et al., Mutat. Res. 2010. 685, 11; Mechetin & Zharkov, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2011; Мечетин, Жарков, ДАН. 2011. 437, 695].
  • Исследована роль репарации ДНК в разрастании тринуклеотидных повторов и в регуляции статуса эпигенетического метилирования ДНК – процессов, связанных с нейродегенеративными и онкологическими заболеваниями. Установлены закономерности эффективности репарации внутри трактов тринуклеотидных повторов. Показана роль ДНК-гликозилазы MBD4 в активном деметилировании CpG-островков в ДНК. [Деревянко и др., Биохимия. 2012. 77, 342; Morera et al., Nucleic Acids Res. 2012. 40, 9917].

Текущие гранты

Базовые проекты

  • Проект КП ФНИ СО РАН II.1 (ГЗ № 0309-2018-0008) Блок: Исследование биологической активности полученных соединений и продуктов фотолиза по отношению к набору различных клеточных линий. Проверка потенциальных клеточных и ферментативных мишеней, принимающих участие в процессе цитотоксического воздействия. Проект: Синтез, исследование биологической активности и фотохимических свойств новых нитрозокомплексов рутения с N-донорными гетероциклами. (2016-2018 гг.)
  • ПФИ РАН по приоритетному направлению I.42 (ФИМТ, ГЗ № 0309-2018-0021) Новые методы РНК-адресованного редактирования генома. (2018-2020 гг.)
  • ПФНИ ГАН (2013-2020), VI.62.1.5, 0309-2016-0003 «Синтетическая биология: разработка средств манипуляции генетическим материалом и создание перспективных препаратов для терапии и диагностики» (2017-2020 гг.)

Гранты Российского научного фонда

  • № 18-74- 00052 «Использование молекулярной динамики для предсказания функциональности встречающихся в раковых опухолях вариантов белков, отвечающих за устойчивость к химиотерапии» (2018-2020 гг.)

Гранты Российского фонда фундаментальных исследований

  • № мк 18-29-07059 «Создание системы на основе CRISPR/Cas9 и неклассической мисматч-репарации для адресного эпигенетического деметилирования ДНК»
  • № 18-29-07059 (МК) «Создание системы на основе CRISPR/Cas9 и неклассической мисматч-репарации для адресного эпигенетического деметилирования ДНК».(2018-2021 гг.)
  • № 18-44-540029 р_а «Роль однонуклеотидных полиморфных вариантов гена NEIL2 человека при репарации ДНК в процессах канцерогенеза и развития устойчивости раковых клеток к противоопухолевым препаратам» (2018-2020 гг.)
  • № 17-00-00261 комфи «Роль наследственных полиморфизмов и соматических мутаций в гликозилазах репарации окислительных повреждений ДНК в модуляции эффективности противоопухолевой терапии» (2018-2020 гг.)

НЦНИ_а Международный инициативный научный проект РФФИ и НЦНИ

  • № 19-44-543011 р_мол_а «Полиоксометаллаты платины как потенциальные противоопухолевые агенты».

Публикации 2017-2019 года


  1. Unrepairable analogous of nucleotide excision repair substrates as a potential anti-cancer drugs. Evdokimov A.N., Dolgova E.V., Popov A.V., Petruseva I.O., Bogachev S.S., Lavrik O.I. Biopolymers & Cell. 2019 V. 35 N 2 P. 107–117
  2. Isoforms of base excision repair enzymes produced by alternative splicing. Boldinova E.O., Khairullin R.F., Makarova A.V., Zharkov D.O. Int. J. Mol. Sci. 2019 V. 20 N 13 pii: E3279
  3. Base excision DNA repair deficient cells: From disease models to genotoxicity sensors. Kim D.V., Makarova A.V., Miftakhova R.R., Zharkov D.O. Current Pharmaceutical Design 2019 V. 25 N 3 P. 298-312
  4. Critical sites of DNA backbone integrity for damaged base removal by formamidopyrimidine–DNA glycosylase. Endutkin A.V., Zharkov D.O. Biochemistry 2019 принята к печати.
  5. Reading and misreading 8-oxoguanine, a paradigmatic ambiguous nucleobase. Yudkina A.V., Shilkin E.S., Endutkin A.V., Makarova A.V., Zharkov D.O. Crystals 2019 принята к печати.
  6. Conformational dynamics of damage processing by human DNA glycosylase NEIL1. Kladova O.A., Grin I.R., Fedorova O.S., Kuznetsov N.A., Zharkov D.O. Journal of Molecular Biology. 2019 V. 431 N 6 P. 1092-1112.
  7. Variable termination sites of DNA polymerases encountering a DNA-protein cross-link. Yudkina A.V., Dvornikova A.P., Zharkov D.O. PloS ONE 2018 V. 13 N 6 e0198480.
  8. 2',3'-Dideoxyuridine triphosphate conjugated to SiO2 nanoparticles: Synthesis and evaluation of antiproliferative activity Vasilyeva S.V., Grin I.R., Chelobanov B.P., Stetsenko D.A. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2018 V. 28 N 7 P. 1248-1251.
  9. Structural Basis for the Recognition and Processing of DNA Containing Bulky Lesions by the Mammalian Nucleotide Excision Repair System Evdokimov A.N., Tsidulko А.Yu., Popov A.V., Vorobjev Y.N., Lomzov A.A., Koroleva L.S., Silnikov V.N., Petruseva I.O., Lavrik O.I. DNA Repair. 2018 V. 61 P. 86-98
  10. Как писать и переписывать партитуру ДНК. Жарков Д.О. Наука из первых рук. 2017. Т. 75. № 4. С. 60-69.
  11. Popov A.V., Endutkin A.V., Vorobjev Y.N., Zharkov D.O.Molecular dynamics simulation of the opposite-base preference and interactions in the active site of formamidopyrimidine-DNA glycosylase. BMC Structural Biology. 2017. V. 5. N 7 P. 1-19.
  12. Talhaoui I., Matkarimov B. T., Tchenio T., Zharkov D.O., Saparbaev M.K.Aberrant base excision repair pathway of oxidatively damaged DNA: Implications for degenerative diseases. Free Radical Biology and Medicine. 2017. V. 107.P. 266-277.
  13. DNA deformation-coupled recognition of 8-oxoguanine: Conformational kinetic gating in human DNA glycosylase Haoquan Li., Endutkin A.V., Bergonzo C., Lin Fu, Grollman A.P., Zharkov D.O., Simmerling C. Journal of the American Chemical Society. 2017. V. 139. N 7. P. 2682-2692.
  14. Kostin G. A., Mikhailov A.A., Kuratieva N. V., Pishchur D. P., Zharkov D.O., Grin I.R. Influence of pyridine-like ligands on the structure, photochemical and biological properties of nitro-nitrosyl ruthenium complexes. New J. Chem. 2017. V. 41 N 15. P. 7758-7765.
  15. Grosheva A.S., Zharkov D.O., Stahl J., Gopanenko A.V., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Graifer D.M., Karpova G.G. Recognition but no repair of abasic site in single-stranded DNA by human ribosomal S3 protein residing within intact 40S subunit. Nucleic Acids Res. 2017. V. 45. N 7. P. 3833–3843.
  16. Мечетин Г.В., Лаптева Е.А., Синяков А.Н., Рябинин В.А., Воробьев П.Е., Жарков Д.О. Коррелированный поиск мишеней урацил-ДНК-гликозилазой в присутствии объемных аддуктов и ДНК-связывающих лигандов. Биоорганическая химия. 2017. Т. 43. № 1 С. 29-34.
  17. Кулишова Л. М., Жарков Д.О. Твердогазовый биокатализ. Биохимия. 2017. Т. 82. № 2 С. 196-207.

Патенты

  1. БАЗА ДАННЫХ УЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ И ОПИСАНИЯ КЛИНИКО-ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАЦИЕНТОВ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ЛЕГКОГО (БД-РЛ). Морозкин Е.С., Попов А.В., Пономарева А.А., Чердынцева Н.В., Рыкова Е.Ю., Аникеева О.Ю., Пашковская О.А., Покушалов Е.А., Лактионов П.П., Власов В.В. 2015 г. № 2015620538
  2. БАЗА ДАННЫХ УЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ И ОПИСАНИЯ КЛИНИКО-ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАЦИЕНТОВ С НОВООБРАЗОВАНИЯМИ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. Брызгунова О.Е., Морозкин Е.С., Попов А.В., Бондарь А.А., Тамкович С.Н., Зарипов М.М., Покушалов Е.А., Лактионов П.П. 2014 г. № 2014620509
  3. БАЗА ДАННЫХ УЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ОТ ПАЦИЕНТОВ С НОВООБРАЗОВАНИЯМИ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ (УБО-НМЖ). Тамкович С.Н., Милейко В.А., Попов А.В., Власов В.В., Лактионов П.П. 2012 г. № 2012621042.
  4. СРЕДСТВО ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ ФЕРМЕНТА 8-ОКСОГУАНИН-ДНК-ГЛИКОЗИЛАЗЫ ЧЕЛОВЕКА. Кузнецов Н.А., Коваль В.В., Воробьев Ю.Н., Жарков Д.О., Сильников В.Н., Федорова О.С. 2010 г. № 2380417




© Copyright 2019. ИХБФМ СО РАН

Яндекс.Метрика