Лаборатория морской биохимии

Руководитель подразделения:

Исаева_фото.jpg

ИСАЕВА
Марина Петровна
к.м.н., доцент
issaeva@gmail.com

Научные сотрудники:

Терентьева.jpgБалабанова.JPGБыстрицкая_фото.jpg
ТЕРЕНТЬЕВА
Наталья Александровна
к.б.н., с.н.с.
nattere@mail.ru
БАЛАБАНОВА
Лариса Анатольевна
к.б.н., с.н.с.
balaban@piboc.dvo.ru
БЫСТРИЦКАЯ
Евгения Петровна
м.н.с.
belyjane@gmail.com
Носкова.jpgСейткалиева.jpgДовгаль.JPG
НОСКОВА
Юлия Александровна
к.б.н., н.с.
noskovaiulia@yandex.ru
СЕЙТКАЛИЕВА
Александра Валерьевна
к.б.н., н.с.
sasha0788@inbox.ru
ДОВГАЛЬ
Валентина Дмитриевна
ст. лаборант
Слепченко_фото.jpgБуйновская_фото.jpg
СЛЕПЧЕНКО
Любовь Васильевна
м.н.с.
slepchenko.lubov@gmail.com
БУЙНОВСКАЯ
Нина Сергеевна
ст. лаборант
n.s.buinovskaya@gmail.com
ГУЗЕВ
Константин Викторович
н.с.
lmbh@piboc.dvo.ru
Балдаев.jpgЯнчук.jpg
БАЛДАЕВ
Сергей Николаевич
аспирант
baldaevsergey@gmail.com
ЯНЧУК
Светлана Витальевна
аспирант
pinapple.zoom.up@gmail.com
ЧЕРАНЕВА
Дарья Михайловна
аспирант
cheraneva.dm@poi.dvo.ru


Основные научные направления:

Исследование свойств, механизма действия и специфичности, а также механизмов регуляции биосинтеза ферментов нуклеинового обмена (ДНКазы, РНКазы, фосфатазы) морских организмов с целью выяснения их биологической функции, а также возможности их использования в генетической инженерии, биотехнологии и медицине.

Исследование первичной структуры уникальных ферментов и белков, в том числе гликопротеинов- лектинов из морских беспозвоночных и микроорганизмов,  и получение рекомбинантных белков на базе технологий рекомбинантных ДНК с привлечением последних достижений генной инженерии  осуществляя полный цикл работ: от выбора стратегии клонирования индивидуального гена и его химико-ферментативного синтеза до разработки методов выделения, очистки и тестирования целевого белка. Основные усилия сосредоточены на использовании прокариотических штаммов-продуцентов.

 

Основные результаты:

Результаты проведенных исследований показали, что морские гидробионты и микроорганизмы являются перспективнейшими источниками новых высокоспецифичных нуклеаз и фосфатаз. Так, Ca2+,Mg2+-зависимые ДНКазы из эмбрионов морского ежа Strongylocentrotus intermedius и гепатопанкреаса камчатского краба Paralithodes kamchatica существенно различаются рядом свойств и выраженной специфичностью ко вторичной структуре субстратов в сравнении с металлозависимыми ДНКазами млекопитающих, в частности, панкреатической ДНКазой. Ca2+,Mg2+-зависимые ДНКазы морского происхождения преимущественно расщепляют двуцепочечные ДНК и полидезоксинуклеотиды, тогда как одноцепочечные субстраты абсолютно устойчивы к их действию.

Способность Ca2+,Mg2+–зависимой ДНКазы из гепатопанкреаса краба камчатского преимущественно расщеплять совершенные дуплексы ДНК и не гидролизовать несовершенные дуплексами с замещением даже одного нуклеотида, позволила создать новый метод выявления однонуклеотидных замещений при анализе генов (SNP). Надежность и простота разработанного метода скрининга однонуклеотидных замен в геномной ДНК (SNP) позволяет исследовать молекулярную природу предрасположенности к различным заболеваниям.

Практический интерес представляют кислые ДНКазы из яйцеклеток морского ежа Strongylocentrotus intermedius и печени минтая, способные изменять свою специфичность в зависимости от pH и ионной силы.

Показано, что морские бактерии родов Alteromonas и Pseudomonas, выделенные из морской воды, донных осадков и некоторых видов асцидий, продуцируют РНКазы, проявляющие уникальную специфичность к природе азотистых оснований РНК. В частности, фермент, предпочтительно расщепляющий полиуридиловую кислоту, был выделен из штамма Alteromonas haloplanktis KMM 223 — представителя глубоководных свободно живущих морских бактерий.

Из морских бактерий выделены новые щелочные фосфатазы, отличающихся необычайно высокой удельной активностью в сравнении с известными в настоящее время фосфатазами.Так, для щелочной фосфатазы Cobetia marina KMM 296 она составляла 15000 единиц на миллиграмм белка. Показано, что этот фермент может быть использован для структурных исследований нуклеиновых кислот, а также для препаративного получения конъюгатов с антителами. Впервые методами молекулярного клонирования и секвенирования хромосомной ДНК установлена первичная структура предшественника высокоактивной щелочной фосфатазы морской протеобактерии рода Cobetia. Показано, что белковая цепь щелочной фосфатазы Cobetia marina состоит из 535 аминокислотных  остатков с лидерным пептидом, состоящим из 34 аминокислот. Сравнительный анализ аминокислотной последовательности ЩФ Сobetia marina с известными ЩФ показал, что фермент имеет несколько существенных аминокислотных замен в области активного центра, а именно в сайте связывания ионов Mg2+, традиционно значимых для проявления активности всех ЩФ. Этот факт, а также наличие необычной петли в ближайшем окружении активного центра объясняет уникально высокую удельную активность и некоторые другие необычные физико-химические свойства морской щелочной фосфатазы (ТИБОХ ДВО РАН).

Совместно с Лаб. Химии ферментов установлена первичная структура  эндо-1,3-бета-D-глюканаз двустворчатых моллюсков  Spisula sachalinensis, Chlamys albidus и Patinopecten yessoensis, исследована зависимость  между структурной организацией и каталитической активностью эндо-1,3-бета-D-глюканаз двустворчатых моллюсков, проводятся исследования возможности получения ферментативно активных  рекомбинантных  белков с целью установления функциональной роли  аминокислотных остатков в каталитическом процессе и   использования рекомбинантных эндо-1,3- бета-D-глюканаз  двустворчатых моллюсков в биотехнологическом производстве 1,3;1,6-бета D-глюканов,  обладающих иммуностимулирующим, антиопухолевым и радиопротекторным действием.

Совместно с Лабораторией химии ферментов (ТИБОХ ДВО РАН) установлена аминокислотная последовательность двух весьма перспективных для практического применения ферментов морских бактерий: α-N-ацетилгалактозаминидазы, выделенной из новой морской бактерии рода Arenibacter latericius KMM 426T, а также термолабильной α-галактозидаза из Pseudoalteromonas sp. КММ 701. Показано, что α-N-ацетилгалактозаминидаза способна при рН 7,3 инактивировать групповую специфичность эритроцитов крови человека группы А, тогда как α-галактозидаза из морской бактерии способна инактивировать групповую специфичность B эритроцитов крови человека и прерывать адгезию патогенной бактерии Corinebacterium diphtheria к клеткам буккального эпителия. Построена теоретическая модель пространственной структуры и активного центра фермента с использованием в качестве прототипов α-галактозидазы из Termotoga maritima и Oriza sativa. С помощью модели установлено положение каталитических (кислотно/основного и нуклеофильного) остатков фермента. α-Галактозидаза классифицирована как представитель семейства GH36 клана-D.

. Разработан метод дифференциальной диагностики заболеваний человека, вызванных патогенными бактериями рода Yersinia, включая возбудителей чумы, псевдотуберкулеза и других иерсиниозов, основанный на применении полимеразной цепной реакции. Метод отличается высокой чувствительностью и позволяет выявлять патогенные бактерии в биологических средах человека и животных при их количестве в пробе от 10-100 копий геномов. Разработанный метод может быть рекомендован для быстрой идентификации высоко патогенной чумной бактерии в случае использования последней террористами, а также для выявления этого возбудителя при контаминации объектов внешней среды.

Совместно с Лабораторией неинфекционного иммунитета (ТИБОХ ДВО РАН) методами генетической инженерии выделен и охарактеризован рекомбинантный маннан-связывающий лектин голотурии Apostichopus japonicus, на его основе разрабатывается высокоспецифичная тест-система ранней диагностики рака шейки матки.

Впервые с помощью методов сайт-направленного мутагенеза сконструированы генетические конструкции, экспрессирующие мутантные формы основных мембранных белков–поринов патогенной для человека бактерии Yersinia pseudotuberculosis. Создана серия генно-инженерных конструкций гена OmpF порина, получены штаммы-продуценты. Подобраны условия выделения и рефолдинга рекомбинантного порина из телец включения. Показано, что рекомбинантный белок специфически взаимодействует с антителами, полученными при иммунизации кроликов природным порином. Рекомбинантный порин Y. pseudotuberculosis является потенциальным антигеном для диагностики и профилактики иерсиниозов.