Ключевые слова
Бета-лактамные антибиотики, acremonium chrysogenum, генетическая инженерия грибов, ферменты фосфорного обмена, гетерологичная экспрессия, родопсин, вирусы растений, геномика дрожжей

Направления исследований

• Изучение молекулярного контроля биосинтеза и транспорта цефалоспорина С в процессе антибиотикообразования у A. chrysogenum
• Гетерологичная экспрессия и белковая инженерия ферментов биотрансформации бета-лактамных антибиотиков
• Детализация функций полифосфатаз PPN и PPX в регуляции фосфорного обмена у S. cerevisiae
• Геномика винных  штаммов дрожжей

Основные методы исследований
Различные стандартные методы генетической инженерии и молекулярной биологии, в том числе  оптимизированные в группе приемы агробактериальной трансформации мицелиальных грибов, рекомбинационного клонирования в дрожжах.

Краткая история группы
Группа существует с момента образования Центра «Биоинженерия» в 1989 году (в прошлом – группа гетерологичной экспрессии), создана по инициативе директора Центра «Биоинженерия» академика К.Г. Скрябина. До 2014 года группа входила в состав лаборатории генетической инженерии (зав.лаб. – К.Г. Скрябин). В 2014 году выделена в отдельную группу при дирекции.

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

1. Разработаны эффективные системы продукции функционально-активных цитохромов  млекопитающих Р4502В4 и Р4501А2 (совместно с НИИ БМХ РАМН).
2. Продемонстрирована принципиальная возможность реконструкции первого этапа пути биосинтеза стероидных гормонов человека в дрожжах за счет коэкспрессии цитохрома Р45011А1 и его белков-партнеров – адренодоксина и адренодоксин-редуктазы (совместно с ИБОХ НАН Беларуси).
3. Разработаны фитовирусные системы экспрессии для быстрого и эффективного получения в растениях частиц нуклеокапсидного белка вируса гепатита В человека и химерных частиц вируса мозаики коровьего гороха (совместно с Центом Джона Иннеса, Великобритания).
4. Оптимизирован протокол агробактериальной трансформации штаммов Aсremonium chrysogenum  — продуцентов цефалоспорина С (совместно с лабораторией биоинженерии антибиотиков Института биоинженерии).
5. Определена динамика экспрессии ключевых генов биосинтеза и транспорта цефалоспорина С в процессе антибиотикообразования у штаммов A.chrysogenum, различающихся более чем на порядок по уровню продукции этого антибиотика  (совместно с лабораторией биоинженерии антибиотиков Института биоинженерии)
6. Охарактеризованы функции белка CefT в регуляции продукции цефалоспорина С у A.chrysogenum,   определена субклеточная локализация cefT в клетках дрожжей и A.chrysogenum (совместно с лабораторией биоинженерии антибиотиков)
7. Расшифрованы и проанализированы митохондриальные  геномы ряда промышленных штаммов  дрожжей и грибов.  Выявлено родство мтДНК геномов H.polymorpha, Brettanomyces и Dekkera, близкие черты структурной организации мтДНК Penicillium и Aspergillus  (совместно с группой геномики микроорганизмов).
8. Расшифрованы и охарактеризованы геном и транскриптом метилотрофных дрожжей Hansenula polymorpha  (совместно с группой геномики микроорганизмов).
9. Определены структурные основы повышенной стабильности спермоспецифической глицеральдегид-фосфат дегидрогеназы человека.  Впервые разработана система  экспрессии активного водорастворимого аналога  GAPDS, лишенного N-концевой гидрофобной последовательности (совместно с Отделом Биохимии животной клетки НИИ ФХБ им А.Н.Белозерского МГУ)
10. Установлены структурные основы субстратной специфичности глутарил-ацилазы Brevundimonas diminuta и закономерностей формирования ее четвертичной структуры.
11. Методами компьютерного моделирования и сайт-направленного мутагенеза определена топография активного центра и межсубъединичного интерфейса GA (совместно с Отделом Биокинетики НИИ ФХБ им. А.Н.Белозерского МГУ).
12. Детализированы функции полифосфатаз PPN и PPX в регуляции фосфорного обмена у S.cerevisiae. Рекомбинантные PPX и PPN получены в очищенном виде, определена их субстратная специфичность и потребность в дивалентных катионах, особенности субклеточной локализации (совместно с лабораторией биорегуляции клеточных процессов ИБФМ им. Г.К.Скрябина РАН).

СОСТАВ ГРУППЫ

ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ

1. Kozlov DG, Prahl N, Efremov BD, Peters L, Wambut R, Karpychev IV, Eldarov MA, Benevolensky SV. Host cell properties and external pH affect proinsulin production by Saccharomyces yeast. — Yeast, 1995, 11(8):713-724
2. Eldarov, M.A., Sidorovich, V.E., Pozmogova, G.E., and Skryabin, K.G. Targeted expression of mammalian cytochromes P450scc and P4502B4 in yeast Saccharomyces cerevisiae. — Biophysics of Electron Transfer and Molecular Bioelectronics, Plenum Press, New York. 1998, EL.B.A. Forum Series, vol.3, (Nicolini, C., ed), pp. 91-102,
3. Егоров Е.Е., Терехов С.М., Вишнякова Х.С.Караченцев Д.Н., Казимирчук Е.В., Цветкова Т.Г., Вейко Н.Н.Смирнова Т.Д., Макаренков А.С., Эльдаров М.А., Мещерякова Ю.А., Ляпунова Н.А., Зеленин А.В. Теломеризация как метод получения иммортализованных клеток человека, сохраняющих нормальный фенотип. — Онтогенез, 2003, 34(3): 183-192
4. Мещерякова Ю.А., Эльдаров М.А., Мигунов А.И, Степанова Л.А., Репко И.А., Киселев О.И, Ломоносов Д.П., Скрябин К.Г. Химерные частицы вируса мозаики коровьего гороха, несущие внеклеточный домен М2-белка вируса гриппа типа А: получение и характеристика. — Молек биология, 2009, 43(5): 741-750
5. Ivanov YD, Kanaeva IP, Eldarov MA, Sklyabin KG, Lehnerer M, Schulze J, Hlavica P, Archakov AI. An optical biosensor study of the interaction parameters and role of hydrophobic tails of cytochrome P450 2B4, b5 and NADPH-flavoprotein in complex formation. — Biochem Mol Biol, 1997, 42(4): 731-7
6. Скрябин К.Г., Эльдаров М.А., Камардинов Д.К., Зиновьева М.В., Иванов Д.С., Прасолов В.С., Матцкеплишвили С.Т., Бузиашвили Ю.И., Петров Р.В., Бокерия Л.А., Кирпичников М.П. Дифференциальная экспрессия изоформ сосудисто-эндотелиального фактора роста человека и новые подходы к терапевтическому ангиогенезу. — Доклады Академии Наук, 2004, 397, 6, 1-4
7. Mechtcheriakova IA, Eldarov MA, Nicholson L, Shanks M, Skryabin KG, Lomonossoff GP. The use of viral vectors to produce hepatitis B virus core particles in plants. — J Virol Methods, 2006, 131(1): 10-5
8. Khatuntseva SA, Eldarov MA, Redo VA, Skryabin KG. Purification and immobilization of recombinant variants of Brevundimonas diminuta glutaryl-7-aminocephalosporanic acid acylase expressed in Escherichia coli cells. — J Biotechnol, 2008, 133(1): 123-6
9. A.А.Жгун, М.А.Иванова, А.Г.Домрачева, М.И.Новак, М.А.Эльдаров, К.Г.Скрябин, Ю.Э.Бартошевич. Генетическая трансформация мицелиальных грибов Acremonium chrysogenum. — Прикладная биохимия и микробиология, 2008, 44(6): 663-670
10. Соколов Н.Н., Эльдаров М.А., Сидорук К.В., Жгун А.А., Борисова А.А., Александрова С.С., Омельянюк Н.М., Богуш В.Г., Красоткина Ю.В., Гервазиев Ю.В., Покровская М.В., Соков Б.Н., Березов Т.Т., Скрябин К.Г., Арчаков А.И. Разработка противоопухолевого препарата рекомбинантной L-аспарагиназы Erwinia carotovora, — Молекулярная медицина, 2005, №1, 45-52

1. Разработка систем продукции и аффинной очистки целевых ферментов в бактериях и дрожжах в виде их гибридов с хитин-связывающими доменами
2. Анализ экспрессии генов ферментов биосинтеза первичных и вторичных метаболитов у грибов и бактерий методом ПЦР в реальном времени
3. Оптимизация процедур агробактериальной трансформации промышленных штаммов мицелиальных грибов
4. Клонирование протяженных хромосомных сегментов методом ассоциированной с трансформацией рекомбинацией в дрожжах