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
телефон: (383) 363-51-40



Сотрудники

ФИО Должность Звание Телефон E-mail Researcher ID
1. Бабайлова Елена Сергеевна н.с. к.х.н. 363-51-39 H-3598-2013
2. Бартули (Хайрулина) Юлия Сергеевна н.с. к.х.н. 363-51-39 C-2505-2014
3. Булыгин Константин Николаевич с.н.с. к.х.н. 363-51-39 H-3603-2013
4.Гопаненко Александр Витальевич м.н.с. 363-51-39
5. Грайфер Дмитрий Маратович в.н.с. д.х.н. 363-51-39 G-8448-2013
6.Грошева Анастасия Сергеевна лаборант 363-51-39
7. Иванов Антон Валерьевич н.с. к.х.н. 363-51-39 G-6960-2013
8. Карпова Галина Георгиевна зав. лабораторией д.х.н. 363-51-40 G-7209-2013
9. Косинова Ольга Александровна н.с. к.х.н. 363-51-39 G-8454-2013
10. Малыгин Алексей Аркадьевич с.н.с. к.х.н. 363-51-39 G-6924-2013
11. Пушик Наталья Николаевна ст.лаборант 363-51-23
12. 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
Программа фундаментальных научных исследований государственных академий наук (2015 - 2018 гг.)

  • Проект 1.7.9 Структурные особенности молекулярных взаимодействий, обеспечивающих работу аппарата трансляции человека и перенос рибосомных белков в экзосомы (0309-2015-0007).

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.)

Грант Президента РФ
№ МК-7535.2016.4 «Исследование роли рибосомных белков в регуляции трансляции в клетках человека». Бартули Ю.С. 2016-2017 гг.


Публикации 2015 - 2017 года


  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Recognition but no repair of abasic site in single-stranded DNA by human ribosomal S3 protein residing within intact 40S subunit. Grosheva A.S., Zharkov D.O., Stahl J., Graifer D.M., Karpova G.G. Nucleic Acids Res.2016.
  5. Complementary-addressed site-directed spin labeling of long natural RNAs. Babaylova E.S., Malygin A.A., Lomzov A.A., Pyshnyi D.V., Yulikov M., Jeschke G., Krumkacheva O.A., Fedin M.V., Karpova G.G., Bagryanskaya E.G. Nucleic Acids Res. 2016 v. 44 n 16 p. 7935-7943.
  6. Chemical footprinting reveals conformational changes of 18S and 28S rRNAs at different steps of translation termination on the human ribosome. Bulygin K.N., Bartuli Y.S., Malygin A.A., Graifer D.M., Frolova L.Yu., Karpova G.G. RNA 2016 V. 22 N 2 P. 278-289.
  7. Exploring accessibility of structural elements of the mammalian 40S ribosomal mRNA entry channel at various steps of translation initiation. Sharifulin D.E., Bartuli Y.S., Meshchaninova M.I., Venyaminova A.G., Graifer D.M., Karpova G.G. Biochim. Biophys. Acta - Proteins and Proteomics. 2016 V. 1864 N 10 P. 1328 - 1338.
  8. Roles of ribosomal proteins in the functioning of translational machinery of eukaryotes. Graifer D.M., Karpova G.G. Biochimie 2015 V. 109 P. 1-17.
  9. Molecular contacts of ribose-phosphate backbone of mRNA with human ribosome. Sharifulin D.E., Grosheva A.S., Bartuli Y.S., Malygin A.A., Meshchaninova M.I., Venyaminova A.G., Stahl J., Graifer D.M., Karpova G.G. Biochim. Biophys. Acta - Gene Regulatory Mechanisms. 2015 V. 1849 N 8 P. 930-939.
  10. Exploring human 40S ribosomal proteins binding to the 18S rRNA fragment containing major 3′-terminal domain. Gopanenko A.V., Malygin A.A., Karpova G.G. Biochim. Biophys. Acta - Proteins and Proteomics. 2015 V. 1854 P. 101-109.
  11. Doubly spin-labeled RNA as an EPR reporter for studying arrangement of multicomponent supramolecular assemblies.Malygin A.A., Graifer D.M., Meshchaninova M.I., Venyaminova A.G., Krumkacheva O.A., Fedin M.V., Karpova G.G., Bagryanskaya E.G. Biophys. J. 2015 V. 109 N 12 P. 2637–2643.
  12. Hydroxylated histidine of human ribosomal protein uL2 is involved in maintaining the local structure of 28S rRNA in the ribosomal peptidyl transferase center. Yanshina D.D., Bulygin K.N., Malygin A.A., Karpova G.G. FEBS J. 2015 V. 282 N 8 P. 1554-1566.
  13. Interaction of tRNA with Eukaryotic Ribosome. Graifer D.M., Karpova G.G. Int. J. Mol. Sci. 2015 V. 16 P. 7173-7194.

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 2017. ИХБФМ СО РАН

Яндекс.Метрика