| Название НИОКТР |
Лимитирующая роль высвобождения продукта в скорости оборота бактериальной люциферазы и пути снятия ограничений в мультиферментных аналитических системах in vitro (РНФ-82)
|
| Аннотация |
Проект направлен на раскрытие механизмов функционирования ферментов как эффективных биокатализаторов белковой природы, чьи молекулярные структурно-динамические свойства сформировались под давлением разнонаправленных факторов отбора: необходимости стабилизировать различные интермедиаты в каталитическом цикле и при этом способствовать увеличению, с одной стороны, скорости химической реакции, а с другой – скорости оборота фермента. В частности, рассмотрена такая распространённая проблема в работе ферментов как снижение скорости оборота вследствие медленного высвобождения продукта реакции. Определение механизмов регуляции скорости оборота ферментов является важной задачей, как для понимания принципов организации метаболических путей в клетках, так и для развития эффективных биокаталитических технологий на основе ферментов.
Задачей проекта является выяснение механизмов низкой скорости оборота бактериальной люциферазы – флавиновой монооксигеназы с уникальной функцией производства в результате реакции кванта света, и нахождение способов увеличения эффективности мультиферментых систем на основе этого фермента. Биолюминесцентная реакция, катализируемая бактериальнаой люциферазой, используется в качестве репортерной системы в аналитических системах, как ферментативного, так и клеточного типа, в экотоксикологии. Низкий квантовый выход реакции и замедленная скорость оборота фермента осложняет применение этой системы для оптического биоимджинга.
Для решения задач проекта, во-первых, будут изучены закономерности реактивации люцифераз двух типов – с «медленной» и «быстрой» кинетикой (LuxAB из lux-оперона бактерий V. harveyi и P. leiognathi соответственно) после реакции с альдегидами с разной длиной цепи, а также будет проанализирована зависимость скорости реактивации люцифераз от полярности среды и присутствия белков-адсорбентов. Во-вторых, методами бионформатики и молекулярной динамики будут проведен поиск участков полипептидной цепи бактериальной люциферазы, ответственных за различия в скорости реактивации (оборота). В-третьих, будут получены NADH:FMN-оксидоредуктазы lux-оперона бактерий V. harveyi и P. leiognathi (LuxG) и изучены свойства сопряженных систем LuxG+LuxAB двух видов бактерий, в частности, определена скорость оборота люциферазы при работе в биферментной системе. Для редуктаз LuxG также будет выполнен структурный анализ с целью выявления участков последовательности, ответственных за различия в функциональных характеристиках. На основе полученных данных о зависимости скорости оборота бактериальной люциферазы от вида бактерий, длины цепи альдегида, физико-химических свойств среды, присутствия дополнительных белков, типа оксидоредуктазы планируется получить биферментную биолюминесцентную систему с повышенной скоростью оборота ферментов. Кроме того, установленные структурно-функциональные связи для исследованных ферментов могут быть в дальнейшем использованы для рационального молекулярного дизайна высокоэффективных биолюминесцентных систем мультиферментного (каскадного) типа или с целью повышения скорости оборота других флавиновых монооксигеназ для биотехнологических целей.
Таким образом, в результате выполнения проекта будут впервые выявлены различия в механизмах реактивации бактериальных люцифераз с разным типом кинетики при работе в сопряжении с природной редуктазой lux-оперона и описана связь скорости оборота со структурой исследованных ферментов.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-01-01
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-24-00617
|
| Дата контракта |
2024-12-26
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
577.32
|
| Количество просмотров |
10
|
| Руководитель работы |
Немцева Елена Владимировна
|
| Руководитель организации |
Румянцев Максим Валерьевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-10-31 11:54:49 UTC, 2025-10-31 11:54:49 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области биотехнологии в области здоровья
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
Биосенсор; Ингибиторный ферментативный биотест; Сопряженные ферменты; Ингибирование продуктом; Биолюминесценция; Бактериальная люцифераза; Скорость оборота фермента
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
34.17.15 - Молекулярная биофизика
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Биофизика
|
| Приоритеты научно-технического развития |
в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;
|
| Регистрационные номера |
—
|
