Лаборатория структуры и функции рибосом [Институт химической биологии и фундаментальной медицины]
ИХБФМ СО РАН » ru » Структура института » Лаборатории » Лаборатория структуры и функции рибосом
Лаборатория структуры и функции рибосом

Лаборатория структуры и функции рибосом

Заведующая лабораторией



Карпова Галина Георгиевна

профессор, доктор химических наук,
Лауреат Государственной премии России в области науки и техники, Лауреат Премии МАИК за лучшую публикацию (2003, 2009 и 2010 гг.)
Член совета ВАК при Минобрнауки России по биологическим наукам
Член совета по грантам Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ РФ, г.н.с.
телефон: (383) 363-51-40



Сотрудники

ФИО Должность Звание Телефон E-mail Researcher ID
Антропов Денис Николаевич ст. лаборант 363-51-39
Бабайлова Елена Сергеевна н.с. к.х.н. 363-51-39 H-3598-2013
Булыгин Константин Николаевич с.н.с. к.х.н. 363-51-39 H-3603-2013
Гопаненко Александр Витальевич м.н.с. 363-51-39
Грайфер Дмитрий Маратович в.н.с. д.х.н. 363-51-40 G-8448-2013
Иванов Антон Валерьевич н.с. к.х.н. 363-51-39 G-6960-2013
Карпова Галина Георгиевна зав. лабораторией д.х.н. 363-51-40 G-7209-2013
Косинова Ольга Александровна н.с. к.х.н. 363-51-39 G-8454-2013
Малыгин Алексей Аркадьевич с.н.с. д.х.н. 363-51-39 G-6924-2013
Очкасова (Грошева) Анастасия Сергеевна ст.лаборант 363-51-39
Пушик Наталья Николаевна ст.лаборант 363-51-23
Яньшина Дарья Дмитриевна н.с. к.б.н. 363-51-39 G-8833-2013

Основные направления исследований


  • Изучение структурно-функциональной организации трансляционных комплексов рибосом человека.
  • Исследование структурных основ молекулярных процессов, ответственных за неканоническую трансляцию вирусных и некоторых клеточных мРНК.
  • Изучение молекулярных механизмов, контролирующих экспрессию генов рибосомных белков человека на уровне сплайсинга.
  • Поиск белков, обеспечивающих доставку РНК в экзосомы, и изучение структурных аспектов этого процесса.

Важнейшие научные результаты


  • Создана уникальная база для выделения функционально активных рибосом из плаценты человека и получения рекомбинантных рибосомных белков человека, что в сочетании с применением метода аффинной модификации позволило лаборатории быть на протяжении более чем 20 лет мировым лидером в области систематического исследования структурно-функциональной организации белоксинтезирующего аппарата человека.
  • С помощью метода аффинной модификации выявлены характерные для рибосом высших организмов черты их важнейших функциональных центров – мРНК-связывающего и пептидилтрансферазного, проявляющиеся в ключевой роли эукариот-специфичных пептидов в формировании этих центров [Khairulina Yu.S. et al., Biochimie. 2010. 92, 820; Sharifulin D. et al., Nucleic Acids Res. 2012. 40, 3056; Hountondji C., Bulygin K. et al., Chembiochem. 2012. 13, 1791]. Открыта новая особенность процесса трансляции мРНК у эукариот, принципиально отличающая его от аналогичного процесса в бактериях. Обнаружено, что эукариотические рибосомы требуют участия 2’-ОН-группы рибозы мРНК для аккомодации кодон-антикодонового дуплекса в пептидильном участке, что, по-видимому, имеет кардинальное значение для селекции стартового кодона при инициации трансляции. [Graifer D. et al., FEBS Lett. 2012. 586, 3731].
  • Исследована структурно-функциональная организация 48S предынициаторного комплекса млекопитающих с использованием метода белок-белковых сшивок и последующей идентификации сшитых продуктов с помощью иммуноблотинга и масс-спектрометрии. Показано, что рибосомный белок S5 взаимодействует с альфа-субъединицей фактора инициации eIF2 и установлено, что это взаимодействие сопровождается крупными конформационными перестройками в eIF2, необходимыми для селекции правильного старт-кодона [Sharifulin et al., Chembiochem. 2013. 14, 2136].
  • С помощью уникального набора производных IRES-элемента РНК вируса гепатита С (HCV), несущих фотоактивируемую группу в заданном положении, идентифицированы рибосомные белки, соседствующие в малой субчастице рибосомы с определенными участками HCV IRES [Laletina E. et al., Nucleic Acids Res. 2006. 34, 2027; Babaylova E.S. et al., Nucleic Acids Res. 2009. 37, 1141]. Разработан метод флуоресцентного мечения белков в составе рибосомы и с использованием этого метода выявлены белки, чьи остатки лизинов вовлечены в связывание HCV IRES [Малыгин и соавт., Биохимия. 2013. 78, 73]. Установлен молекулярный механизм, посредством которого HCV подчиняет трансляционный аппарат клетки для синтеза вирусного полипептида. Впервые продемонстрированы структурные перестройки в малых cубчастицах рибосом человека, индуцируемые HCV IRES, благодаря которым субчастицы становятся способными обеспечивать начальные стадии инициации трансляции вирусной РНК [Malygin A. et al., Nucleic Acids Res. 2013. 41, 8706] (Выполнено совместно с группой проф. И.Н. Шатского, НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ им. М.В. Ломоносова).
  • Выяснены ключевые аспекты терминации белкового синтеза на рибосомах человека, связанные с узнаванием пуринов в стоп-кодонах мРНК фактором терминации трансляции eRF1, и показано, что остатки аденина и гуанина в стоп-сигналах распознаются разными конформациями N-домена eRF1, обеспечивающими способность фактора узнавать все три стоп-кодона. Установлено, что главную роль в этом распознавании играет консервативный дипептид 31-GT-32. [Bulygin K.N. et al., RNA. 2010. 16, 1902; Bulygin K.N. et al., Nucleic Acids Res. 2011. 39, 7134]. (Работа выполнена в сотрудничестве с лабораторией д.б.н. Л.Ю. Фроловой, ИМБ им. В.А. Энгельгардта РАН).
  • С использованием рекомбинантных рибосомных белков человека впервые показано, что регуляция сплайсинга пре-мРНК белков S13, S16 и S26 происходит по принципу «обратной связи»: избыток свободного рибосомного белка приводит к подавлению вырезания первого интрона из пре-мРНК, кодирующей соответствующий белок. Для рибосомного белка S13 данный механизм подтвержден в экспериментах in vivo. [Malygin A.A. et al., Nucl. Acids Res. 2007. 35, 6414].

Текущие гранты


Базовые проекты

  • Проект КП ФНИ СО РАН II.1 (ГЗ № 0309-2018-0010) Блок: «Получение производных биополимеров, несущих одну или две спиновые метки в заданных положениях, и использование этих производных в качестве лигандов рибосом человека для последующего измерения внутримолекулярных и межмо-лекулярных расстояний между определенными участками лигандов в составе рибо-сомных комплексов, моделирующих различные этапы реализации генетической информации». Проект: «Изучение комплексов рибосом человека, моделирующих рибонуклеопротеиды, формирующиеся при биогенезе рибосом и трансляции, методами ЭПР-спектроскопии.» (2018-2020 гг.)
  • ПФНИ ГАН (2013-2020), VI.57.1.2, 0309-2016-0001 «Механизмы функционирования систем репарации, транскрипции и трансляции. Патологические процессы, связанные с этими системами». (2017-2020 гг.)

Гранты Российского фонда фундаментальных исследований

  • № 16-04-00241 «Неканонические функции малых субчастиц рибосом млекопитающих, связанные с контролем качества ДНК и мРНК (2016-2018 гг.)
  • № 17-04-00609 «Функциональная роль специфических структурных мотивов рибосомных белков в процессе трансляции у млекопитающих» (2017-2019 гг.)
  • № 17-04-00528 «Функциональные свойства рибосомных белков человека и роль посттрансляционных модификаций в клеточном транспорте этих белков и регуляции экспрессии генов» (2017-2019 гг.)
  • № 18-34-00096 мол_а «Выявление новых неканонических РНК-партнеров рибосомных белков eL29 и eL38 человека с помощью методов, основанных на высокопроизводительном секвенировании ДНК». (2018-2019 гг.)
  • № 18-04-00074-а «Роль белков YB-1 и NSUN2 в сортировке клеточных мРНК в экзосомы». (2018-2020 гг.)
  • № 19-04-00098 «Функциональная роль рибосомного белка uS3 в контроле качества нуклеиновых кислот» (2019г)

—-

Публикации 2017 - 2019 года


  1. The human ribosome can interact with the abasic site in mRNA via a specific peptide of the uS3 protein located near the mRNA entry channel. Оchkasova A., Meshchaninova M.I., Venyaminova A.G., Ivanov A.V., Graifer D.M., Karpova G.G. Biochimie 2019 V. 158 P. 117-125
  2. Ribosomal protein eL42 contributes to the catalytic activity of the yeast ribosome at the elongation step of translation. Hountondji C., Crechet B., Tanaka M., Suzuki M., Nakayama J-ichi, Aguida B, Bulygin K.N., Cognet J., Karpova G.G., Baouz S. Biochimie 2019 V. 158 P. 20-33
  3. Hydroxylation of protein constituents of the human translation system: structural aspects and functional assignments. Graifer D.M., Malygin A.A., Karpova G.G. Future Med. Chem. 2019 принята к печати.
  4. Arrangements of nucleotides flanking the start codon in the IRES of the hepatitis C virus in the IRES binary complex with the human 40S ribosomal subunit. Babaylova E.S., Graifer D.M., Malygin A.A., Karpova G.G. Biochimie 2018 V. 148 P. 72-79.
  5. The eS26 protein is involved in the formation of a nucleophosmin binding site on the human 40S ribosomal subunit. Ivanov A.V., Gopanenko A.V., Malygin A.A., Karpova G.G. Biochim. Biophys. Acta - Proteins and Proteomics. 2018 V. 1866 N (5-6) P. 642-650.
  6. Structural features of the interaction of the 3'-untranslated region of mRNA containing exosomal RNA-specific motifs with YB-1, a potential mediator of mRNA sorting. Yanshina D.D., Kossinova O.A., Gopanenko A.V., Krasheninina O.A., Malygin A.A., Venyaminova A.G., Karpova G.G. Biochimie 2018 V. 144 P. 134-143.
  7. Specific сhemical approaches for studying mammalian ribosomes complexed with ligands involved in selenoprotein synthesis. Косинова О.А., Малыгин А.А.,Krol A., Карпова Г.Г. Methods in Molecular Biology. 2018 V. 1661 P. 73-92.
  8. Bulygin K.N., Graifer D.M., Hountondji С., Frolova L.Y., Karpova G.G. Exploring contacts of eRF1 with the 3'-terminus of the P site tRNA and mRNA stop signal in the human ribosome at various translation termination steps. Biochim. Biophys. Acta - Gene Regulatory Mechanisms. 2017. V. 1860. N 7. P. 782-793.
  9. 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.
  10. Kossinova O.A., Gopanenko A.V., Tamkovich S.N., Krasheninina O.A., Tupikin A.E., Kisseleva E., Yanshina D.D., Malygin A.A., Venyaminova A.G., Kabilov M.R., Karpova G.G. Cytosolic YB-1 and NSUN2 are the only proteins recognizing specific motifs present in mRNAs enriched in exosomes. Biochim. Biophys. Acta - Proteins and Proteomics. 2017. V. 1865. N 6. P. 664-673.

Оборудование


  • препаративная центрифуга Beckman J2-21 (США);
  • вакуумный концентратор с центрифугой UNIVAPO;
  • высокоэффективный жидкостной хроматограф Милихром А4 (ЭкоНова, Россия);
  • источники питания и приборы для гель-электрофореза нуклеиновых кислот и белков;
  • УФ-лампа Spotcure (UVP, Великобритания) со световодами для облучения реакционных смесей в стандартных пластиковых пробирках 0.5-2.0 мл;
  • ПЦР-амплификатор MJ MINI (Bio Rad, США).




© Copyright 2019. ИХБФМ СО РАН

Яндекс.Метрика