Лаборатория молекулярной биотехнологии

Юркова Мария Сергеевна
Заведующая лабораторией
кандидат биологических наук
ИНБИ, корп. 5, Технопарк
Telefone +7 (495) 660-34-30 доб.175
Envel m.yurkova@fbras.ru

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ

Ключевые слова
белки, белковая инженерия, стабилизация белков, молекулярные шапероны, GroEL, доклинические испытания, токсикология, штаммы-продуценты

Направления исследований

  1. Биоинженерия систем молекулярных шаперонов для биотехнологии белков
  2. Разработка новых методов сворачивания и очистки белков
  3. Исследования рекомбинантных белковых лекарственных средств и вакцин (исследования новых вакцин к краснухе, вирусу папилломы человека)
  4. Создание штаммов-продуцентов рекомбинантных ферментов и технологий их очистки для промышленного применения
  5. Анализ метаболома и систем регуляции экспрессии рекомбинантных белков в микроорганизмах
  6. Создание вакцин для профилактики заболеваний человека и с/х животных  (вакцины к цирковирусу свиней, африканской чумы свиней)
  7. Биоинформатический анализ тонкой структуры геномов (анализ принципов и глобальных систем регуляции экспрессии белков)


Основные методы исследований

  • генная инженерия
  • направленный мутагенез
  • создание штаммов-продуцентов белков
  • хроматографические методы очистки белков
  • анализ белков, протеомов и метаболомов методами LC-MS
  • электрофоретический анализ белков в денатурирующих и нативных условиях


Краткая история лаборатории

Лаборатория создана в 2018 году на основе группы молекулярной биотехнологии. Группа была основана в 2015 году. Сотрудники лаборатории имеют большой опыт работы в области белковой инженерии, молекулярных шаперонов, стабилизации белков и создания искусственных de novo белков.

 

Достижения


ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Основные достижения по направлениям исследований:

1. Биоинженерия систем молекулярных шаперонов для биотехнологии белков

  • Разработана высокоэффективная система биосинтеза токсичных и лабильных пептидов внутри частицы шаперона GroEL
    Для доказательства эффективности этой системы, в бактериальных клетках получен полифемузин – один из самых мощных антибактериальных пептидов, а также энфувиртид – самый большой на сегодняшний день терапевтический пептид, используемый для лечения СПИД.
  • Разработана система получения стабильных растворимых форм исходно нерастворимых белков в комплексе с минишапероном
    В этой системе получены в стабильной растворимой форме два исходно нерастворимых белка – белок Е6 вируса папилломы человека и N-концевой фрагмент белка Е2 вируса гепатита С. Оба эти белка являются кандидатами для создания соответствующих вакцин. Возможности системы были расширены путем создания пермутированных вариантов минишаперона.

2. Разработка новых методов сворачивания и очистки белков
Сворачивание гидрофобных белков на твердой фазе

3. Исследования рекомбинантных белковых лекарственных средств и вакцин
Исследования новых вакцин к краснухе, вирусу папилломы человека

4. Создание штаммов-продуцентов рекомбинантных ферментов и технологий их очистки для промышленного применения
Созданы штаммы-продуценты ферментов, применяемых в пищевой промышленности – фосфолипазы А2 и химозина. Как характеристики штаммов-продуцентов, так и методики очистки ферментов соответствуют требованиям и нормативам, принятым в пищевой промышленности.

5. Анализ метаболома и систем регуляции экспрессии рекомбинантных белков в микроорганизмах

6. Создание вакцин для профилактики заболеваний человека и с/х животных
Вакцины к цирковирусу свиней, африканской чумы свиней

7. Биоинформатический анализ тонкой структуры геномов
Анализ принципов и глобальных систем регуляции экспрессии белков

Сотрудники


СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ

ФИО Ученая степень, звание Должность Место работы Городской телефон Внутренний телефон E-mail
1Юркова
Мария Сергеевна
к.б.н.зав. лабораториейИНБИ, корп. 5, Технопарк(495) 660-34-30 доб.175175m.yurkova@fbras.ru
2Америк
Александр Юрьевич
-инженерИНБИ, корп. 4, комн. 19(495) 660-34-30-amerik.alexander@gmail.com
3Грановский
Игорь Эдуардович
к.б.н.с.н.с.ИНБИ, корп. 4, комн. 12(495) 660-34-30 доб.175175iegranovsky@yandex.ru
4Зайцев
Константин Сергеевич
-инженерИНБ, комн. 303(499) 135-21-61-con.zaytsev@gmail.com
5Зенин
Владимир Андреевич
-м.н.с.ИНБИ, корп. 4, комн. 15, 16 (495) 660-34-30 доб.175175zenanmail@icloud.com
6Калинин
Данил Сергеевич
-аспирантИНБИ, корп. 4, комн. 15(495) 660-34-30-309163@gmail.com
7Липкин
Алексей Валерьевич
к.х.н.с.н.с., руководитель ЦКП «Промышленные биотехнологии»ИНБИ, корп. 4, комн. 18(495) 660-34-30 доб.175175ckp@inbi.ras.ru
8Макарова
Анна Олеговна
-инженер-исследовательИНБИ, корп. 5, Технопарк(495) 660-34-30 -anna.makarova0@yandex.ru
9Плеханова
Наталья Сергеевна
-инженерИНБИ, корп. 5, Технопарк(495) 660-34-30-n.plekhanova@fbras.ru
10Тарабарова
Анастасия Георгиевна
-м.н.с.ИНБИ, корп. 5(495) 660-34-30-a.tarabarova@fbras.ru
11Федоров
Алексей Николаевич
д.б.н.директор ИНБИ, корп. 2, комн. 310(495) 660-86-11444a.fedorov@fbras.ru
12Филькин
Сергей Юрьевич
-м.н.с.ИНБИ, корп. 4, комн. 11(495) 660-34-30 доб.175175s.filkin@fbras.ru
13Цедилин
Андрей Михайлович
-инженерИНБИ, корп. 4, комн. 15, 16 (495) 660-34-30 доб.175175a.tsedilin@fbras.ru
14Шлыкова
Дарья Сергеевна
-инженерИНБИ, корп. 4, комн. 19(495) 660-34-30-d.shlykova@fbras.ru
15Шульга
Николай Андреевич
-лаборантИНБИ, корп. 4, комн. 15, 16(495) 660-34-30-shu.nik344@gmail.com

РИД

РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (патенты, полезные модели, базы данных, ноу-хау и пр.)
Регистрационный номер Тип Название Авторы Заявитель/ патентообладатель Дата приоритета Дата публикации
1 2769175 Патент на изобретение РФ Способ микробиологической продукции прохимозина быка с использованием рекомбинантного штамма Pichia pastoris содержащего синтетический ген варианта прохимозина с коэкспрессией фактора HAC1 Филькин С.Ю., Чертова Н.В., Эльдаров М.А.,
Липкин А.В.,
Садыхов Э.Г.,
Федоров А.Н.
ФИЦ Биотехнологии РАН 29.10.2020 29.03.2022
 2 2766448 Патент на изобретение РФ Получение гена фосфолипазы А2 с измененным оптимумом pH путем удаления сайтов гликозилирования Филькин С.Ю., Чертова Н.В.,
Липкин А.В.,
Федоров А.Н.
ФИЦ Биотехнологии РАН 27.12.2019 15.03.2022
3 2746563 Патент на изобретение РФ Способ очистки рекомбинантного ферментного препарата фосфолипазы А2 из штамма продуцента Pichia pastoris Филькин С.Ю.,
Зенин В.А.,
Чертова Н.В.,
Липкин А.В.,
Федоров А.Н.
ФИЦ Биотехнологии РАН 27.12.2019 15.04.2021
 4 2740715 Патент на изобретение РФ Модифицированный белок GroEL микроорганизма Thermus thermophilus Зенин В.А.,
Юркова М.С.,
Садыхов Э.Г.,
Федоров А.Н.,
Суровцев В.В.
РУДН 28.11.2018 28.05.2020
 5 2731895 Патент на изобретение РФ Белок GroEL микроорганизма Thermus thermophilus с измененной аминокислотной последовательностью Зенин В.А.,
Юркова М.С.,
Садыхов Э.Г.,
Федоров А.Н., Суровцев В.В.
РУДН 28.11.2018 09.09.2020
6 2448116 Патент на изобретение РФ Способ получения активного фрагмента альфа-фетопротеина человека Северин Е.С., Лауринавичуте Д.К., Позднякова Н.В., Федоров А.Н., Шарапова О.А., Юркова М.С.,
Северин С.Е.
АНО ИнМоДи 01.02.2010 20.04.2012
 7 2422512 Патент на изобретение РФ Штамм  Escherichia  coli    BL21 (DE3)/pAFP11D3-продуцент фрагмента с    404    по    609    аминокислоту альфа-фетопротеина человека Северин Е.С., Лауринавичуте Д.К., Позднякова Н.В.,  Федоров А.Н., Шарапова О.А., Юркова М.С.,
Северин С.Е.
АНО ИнМоДи 16.02.2010 27.06.2011
 8 2431639 Патент на изобретение РФ Способ получения конъюгата фрагмента альфа-фетопротеина человека с ципрофлоксацином Северин Е.С.,
Лауринавичуте Д.К.,
Позднякова Н.В.,
Федоров А.Н.,
Шарапова О.А.,
Юркова М.С.,
Северин С.Е.
АНО ИнМоДи 05.02.2010 20.10.2011

Публикации

ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
  1. Alexey N. Fedorov. Biosynthetic Protein Folding and Molecular Chaperons REVIEW Biochemistry (Moscow), 2022, Vol. 87, Suppl. 1, pp. S128_S145. DOI: 10.1134/S0006297922140115;
  2. Yurkova, M.S., Sadykhov, E.G. & Fedorov, A.N. Production of a toxic polypeptide as a fusion inside GroEL cavity. Sci Rep 10, 21024 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-78094-8;
  3. Филькин C. Ю., Липкин А. В., Федоров А. Н. Cуперсемейство фосфолипаз: структура, функции и применение в биотехнологии. Успехи биологической химии, 2020, 60, с. 369–410;
  4. Filkin S.Y, Chertova N.V, Zenin A.A, Lipkin A.V, Sichev A.A, Bityak D.S, Sadykhov E.G, Popov V.O, Fedorov A.N. Expression, purification and biophysical characterization of recombinant Streptomyces violaceoruber phospholipase PLA2 overproduced in Pichia pastoris. Prep Biochem Biotechnol. 2020;50(6):549-555. doi: 10.1080/10826068.2020.1712657;
  5. Filkin S.Y, Chertova N.V, Vavilova E.A., Zatsepin S. S, Eldarov M. A., Sadykhov E.G, Fedorov A.N., Lipkin A.V.Optimization of the Production Method for Recombinant Chymosinin the Methylotrophic Yeast Komagataella phaffii . Applied Biochemistry and Microbiology, 2020, Vol. 56, No. 6, pp. 657–661. doi: 10.1134/S0003683820060058;
  6. Maria S. Yurkova, Olga A. Sharapova, Vladimir A. Zenin, and Alexey N. Fedorov. Versatile format of minichaperone-based protein fusion system. Scientific Reports, v 9, issue 1, pp. 1-11. doi: 10.1038/s41598-019-51015-010;
  7. Юркова М.С., Зенин В.А., Садыхов Э.Г., Федоров А.Н. .Димеризация антимикробного пептида полифемузина Iв единой полипептидной цепи: теоретические и практические следствия Биотехнология 2019 Т. 35 № 5  С. 36–41  doi: 10.21519/0234-2758-2019-35-5-36-41;
  8. Юркова М.С., Саввин О.И., Зенин В.А., Федоров А.Н. Получение и характеристика безметионинового варианта термостабильного шаперона GroEL из Thermus thermophilus. Прикладная Биохимия и Микробиология, 2019, том 55, № 2, с. 138-143. doi: 10.1134/S0555109919020156;
  9. Fedorov A.N., Yurkova M.S.. Molecular Chaperone GroEL – toward a Nano Toolkit in Protein Engineering, Production and Pharmacy. NanoWorld J 2018, 4(1): 8-15. doi: 10.17756/nwj.2018-053;
  10. Trifonova E.A., Zenin V.A., Nikitin N.A., Yurkova M.S., Ryabchevskaya E.M., Putlyaev E.V., Donchenko E.K., Kondakova O.A., Fedorov A.N., Atabekov J.G., Karpova O.V. Study of rubella candidate vaccine based on a structurally modified plant virus .Antiviral Research 2017, 144, 27-33;
  11. Sharapova  O.A., Yurkova M.S., and Fedorov A.N. A minichaperone-based fusion system for producing insoluble proteins in soluble stable forms. Protein Engineering, Design and Selection, 2016, Volume 29, Issue 2, Pages 57–64, https://doi.org/10.1093/protein/gzv060;
  12. Sharapova O.A., Laurinavichyute D.K., Yurkova M.S., Andronova S.M., Fedorov A.N., Severin S.E., Severin E.S. Efficient refolding of a hydrophobic protein with multiple S-S bonds by on-resin immobilized metal affinity chromatography. Journal of Chromatography, 2011, 1218 (31): 5115-9;
  13. Fedorov A., Baldwin T. Process of biosynthetic protein folding determines the rapid formation of native structure. — J. Mol. Biol., 1999, v. 268, p. 712-723;
  14. Fedorov A., Baldwin T. Protein folding and assembly in a cell-free expression system. — Methods in Enzymology, 1998, v. 290, p. 1-17;
  15. Fedorov A., Baldwin T. Cotranslational protein folding. — J. Biol. Chem., 1997, v. 272, p. 32715-32718;
  16. Fedorov A., Baldwin T. Contribution of cotranslational folding to the rate of formation of native protein structure. — Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995, v. 92, p. 1227-1231;
  17. Fedorov, A., Dolgikh, D., Chemeris, V., Chernov, B., Finkelshtein, A., Schulga, A., Alakhov, Yu., Kirpichnikov, M. & Ptitsyn, O. De novo design, synthesis and study of albebetin, a polypeptide with a predetermined three-dimensional structure. Probing the structure at the nanogram level. — J. Mol. Biol., 1992, v. 225, p. 927-931.

Награды

НАГРАДЫ, ПРЕМИИ, ОТЛИЧИЯ, БЛАГОДАРНОСТИ (за научную и научно-организационную деятельность)
Сотрудники Вид премии/ награды Наименование премии/ награды Год присуждения
1 Филькин С.Ю.,
Чертова Н.В.,
Зенин А.А.,
Липкин А.В.,
Садыхов Э.Г.,
Федоров А.Н.
Конкурс молодых ученых в рамках II Объединенного научного форума, включающего VI Съезд физиологов СНГ, VI Съезд биохимиков России и IX Российский симпозиум «Белки и пептиды» За работу «Выделение и очистка рекомбинантной секреторной фосфолипазы А2 при экспрессии в метилотрофных дрожжах Pichia pastoris» 2019
2 Федоров А. Н. Премия Ленинского Комсомола За цикл работ «Компартментализация белков аппарата трансляции на эукариотических полирибосомах» 1987