{{title}}
{{text}}
{{published}}
Новости и объявления
Центр интегративной структурной биологии
Добро пожаловать в Центр интегративной структурной биологии НИЦ 'Курчатовский институт'. Здесь вы найдёте информацию о наших ведущих учёных, истории проекта, научных группах и сотрудниках, оборудовании и ключевых результатах.
История проекта
Центр интегративной структурной биологии — это подразделение НИЦ 'Курчатовский институт', созданное в 2024 году в рамках программы Мегагрантов РФ (Соглашение № 075-15-2025-012 о предоставлении из федерального бюджета гранта в форме субсидии в целях реализации научного проекта под руководством привлекаемого ведущего ученого)
Усачев К. С., Дмитриев С. Е., Сергиев П. В., Юсупов М. М.. Коневега А. Л.
ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
Установление молекулярных основ протекания фундаментальных биохимических реакций и ключевых молекулярных механизмов, протекающих в живой клетке, для перехода к рациональному дизайну новых биологически-активных соединений на основе методов интегративной структурной биологии.
Задачи
- Поиск новых внутриклеточных мишеней для разработки ингибиторов, подавляющих рост патогенных микроорганизмов.
- Разработка продуцентов ферментов для биотехнологии, с новыми или улучшенными свойствами на основе информации о трехмерной структуре активных центров ферментов.
- Дизайн искусственно созданных пептидов, специфически ингибирующих ключевые белок-белковые взаимодействия в макромолекулярных комплексах.
Объекты и методы исследования
Анализ механизма связывания малых молекул с внутриклеточными мишенями
Ингибиторы и активаторы апоптоза
Цель: разработка высокоэффективных регуляторов апоптоза в фармакологии и молекулярной медицине
Объекты: малые молекулы и пептидные ингибиторы, их взаимодействие с ключевыми мишенями
Ключевые направления:
Структурный и молекулярный анализ:
Связь с трансляцией:
Регуляция экспрессии каспазы-8 и c-FLIP может зависеть от компонентов трансляционного аппарата
Изучается влияние ингибиторов на инициаторы трансляции (eIFs) и PНК-связывающие белки, контролирующие стабильность и трансляцию мРНК ключевых белков апоптоза
Возможность комбинированного таргетинга путей трансляции и апоптоза для повышения терапевтического эффекта
Объекты: малые молекулы и пептидные ингибиторы, их взаимодействие с ключевыми мишенями
Ключевые направления:
- Создание пептидных ингибиторов каспазы-8 – ключевого активатора апоптоза
- Разработка ингибиторов c-FLIP – основного блокатора каспазы-8, часто активного в опухолевых клетках
Структурный и молекулярный анализ:
- Моделирование взаимодействия ингибиторов с мишенями
- Оценка специфичности и прочности связывания
- Оптимизация молекул для повышения эффективности
Связь с трансляцией:
Регуляция экспрессии каспазы-8 и c-FLIP может зависеть от компонентов трансляционного аппарата
Изучается влияние ингибиторов на инициаторы трансляции (eIFs) и PНК-связывающие белки, контролирующие стабильность и трансляцию мРНК ключевых белков апоптоза
Возможность комбинированного таргетинга путей трансляции и апоптоза для повышения терапевтического эффекта
DEDid
procaspase-8
В области биотехнологии проект направлен на дизайн ферментов с новыми или улучшенными свойствами на основе информации о трехмерной структуре ферментов с атомарным разрешением. Эффективность взаимодействия молекулы субстрата с целевым ферментом принципиально зависит от точности соответствия расположения большого количества взаимодействующих атомов и распределения зарядов на поверхности. Определение данной информации на основе анализа трехмерных структур ферментов и их комплексов с субстратами методами структурной биологии, открывает возможность для придания новых свойств белкам путем введения мутаций или добавления модификаций в их структуре.
В областях фармакологии и биомедицины в рамках проекта анализируются молекулярные механизмы взаимодействия ингибиторов со своими мишенями и поиск новых мишеней для разработки новых антимикробных и противораковых препаратов.
Прорывные исследования по установлению трехмерной пространственной структуры рибосом методом кристаллографии одними из первых в мире были начаты в 1980е годы в Институте белка Академии наук СССР под руководством академика Александра Сергеевича Спирина в сотрудничестве с группой ученых под руководством академика Бориса Константиновича Ванштейна из Института кристаллографии АН СССР и французской лаборатории Дино Морас из Института молекулярной и клеточной биологии в Страсбурге. К сожалению, данный проект распался в 1996 году и далее исследования были продолжены аспирантом А.С. Спирина Маратом Миратовичем Юсуповым в Калифорнийском университете, где в 2000 году была решена первая в мире структура рибосомы.
Информация о структуре и функции рибосом представляет огромный интерес для фармакологии и генной инженерии, поскольку свыше 40% существующих антибиотиков нацелены на остановку работы аппарата биосинтеза белка.
10 марта 2025 г. впервые на территории России на Курчатовском источнике синхротронного излучения была получена дифракция рентгеновского излучения на кристалле рибосомы дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Благодаря программе Мегагрантов данное направление вернулось обратно в Россию, что позволит отечественной фармацевтической промышленности проводить масштабный скрининг новых ингибиторов биосинтеза белка на объектах класса мегасайенс таких как синхротроны СКИФ и СИЛА.
Информация о структуре и функции рибосом представляет огромный интерес для фармакологии и генной инженерии, поскольку свыше 40% существующих антибиотиков нацелены на остановку работы аппарата биосинтеза белка.
10 марта 2025 г. впервые на территории России на Курчатовском источнике синхротронного излучения была получена дифракция рентгеновского излучения на кристалле рибосомы дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Благодаря программе Мегагрантов данное направление вернулось обратно в Россию, что позволит отечественной фармацевтической промышленности проводить масштабный скрининг новых ингибиторов биосинтеза белка на объектах класса мегасайенс таких как синхротроны СКИФ и СИЛА.
Академик А.С. Спирин
Институт белка АН СССР
Институт белка АН СССР
Кристаллы 80S рибосомы дрожжей Saccharomyces cerevisiae
Дифракционная картина кристаллов рибосомы
Сбор дифракционных данных на синхротроне
Академик Б.К. Вайнштейн
Институт кристаллографии АН СССР
Институт кристаллографии АН СССР
Предыстория проекта
Новые результаты
Ведущие учёные
Информация о ведущих учёных Центра, их научных достижениях и вкладе в развитие интегративной структурной биологии.
-
Юсупов Марат МиратовичНаучный консультант
Заместитель руководителя центра
Интегративной структурной биологии
Курчатовский комплекс НБИКС-природоподобных технологий
НИЦ «Курчатовский институт» -
Лаврик Инна НиколаевнаВедущий учёный
Руководитель центра
Интегративной структурной биологии
Курчатовский комплекс НБИКС-природоподобных технологий
НИЦ «Курчатовский институт»
Научные группы
В состав Центра входят научные группы Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований (ККСНИ), Группа молекулярной биофизикии, Группа молекулярной генетики и геномики и Лаборатория препаративной биохимии
- Лаборатория препаративной биохимииРуководитель: д.ф.-м.н. Усачев Константин Сергеевич
- Группа молекулярной генетики и геномикиРуководители:
к.х.н. Лукьянов Дмитрий Александрович
к.б.н. Виноградова Елизавета Николаевна - Группа молекулярной биофизикиРуководитель: к.ф.-м.н. Коневега Андрей Леонидович
Оборудование
Современное оборудование, используемое в Центре для проведения научных исследований в области интегративной структурной биологии.
Синхротрон
Ускорительно-накопительный комплекс Курчатовского специализированного источника синхротронного излучения ("КИСИ-Курчатов")
Крио-электронный микроскоп
Просвечивающий крио-электронный микроскоп Titan Krios 60-300 (FEI)
ЯМР-спектрометр
ЯМР спектрометр Varian-Agilent VNMRS 700 ( высокого разрешения с высоко - чуствительным криодатчиком и сверхпроводящим магнитом, 16,5Т)
Ключевые публикации
-
Maviza T. P., Burmistrova N. R., Grachev A. A., Khisambeeva E., Shiriaev D. I., Zarechenskaia A. S., Paleskava A., Konevega A. L., Dontsova O. A., Sergiev P. V. RNA Biology. 2026; 23(1): 1–10. - Khanova D. A., Sattarova A. M., Dunina V. P., Gimaletdinova A. E., Gonyalin V. E., Agboigba E. E. K., Validov Sh. Z., Ivan’kov A. I., Rogachev A. V., Egorova P. V., Ryabov S. A., Glazyrin M. S., Smolyanova N. A., Garaeva N. S., Yusupov M. M., Usachev K. S. Crystallography Reports. 2026; 71(1): 59–66.
- Gonyalin V. E., Egorova P. V., Agboigba E. E. K., Validov Sh. Z., Biktimirov A. D., Garaeva N. S., Boyko K. M., Klochkov V. V., Aganov A. V., Yusupov M. M., Usachev K. S. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2026; 52:71.
- Smolyanova N.A., Garaeva N.S., Agboigba E.E.K., Gimaletdinova A.E., Ryabov S.A., Glazyrin M.S., Traсhtmann N.V., Validov Sh.Z., Ivankov A.I., Rogachev A.V., Peters G.S., Evteeva M.A., Toshchakov S.V., Patrushev M.V., Nikulin A.D, Lavrik I.N., Yusupov M.M., Usachev K.S.
Crystallography Reports. 2025; 70(7): 81–88. - Nurullina L. I., Biktimirov A. D., Yusupov M. M., Usachev K. S.
Biophysical Reviews. 2025; 17: 1199–1213. - Bakhlanova I., Carrasco B., Alekseev A., Yakunina M., Morozova N., Khodorkovskii M., Petukhov M., Baitin D.
International Journal of Molecular Sciences. 2025; 26(16): 7873. - Egorova P.V., Gonyalin V.E., Gimaletdinova A.E., Ryabov S.A., Glazyrin M.S., Garaeva N.S., Kuklina D.D., Ryzhykau Y.L., Strizhov N.I., Donova M.V., Yusupov M.M., Usachev K.S.
Applied Biochemistry and Microbiology. 2025. 61:1532–1539. - Егорова П.В., Гонялин В.Е., Гималетдинова А. Э., Рябов С.А., Глазырин М.С., Гараева Н.С., Куклина Д.Д., Рижиков Ю.Л., Стрижов Н.И., Донова М.В., Юсупов М.М., Усачев К.С.
Биотехнология. 2024: 40(6): 12–20.
Контакты
Мы всегда рады ответить на ваши вопросы. Обращайтесь по указанным контактам.
+7 (499) 196–95–39
Usachev_KS@nrcki.ru
Usachev_KS@nrcki.ru
г. Москва, ул. Академика Курчатова, д. 1
