Исследование динамики сборки бактериального тубулина, FtsZ: в поисках новых антибиотиков
| Название НИОКТР | Исследование динамики сборки бактериального тубулина, FtsZ: в поисках новых антибиотиков |
|---|---|
| Аннотация | Проблема антибиотикорезистентности является ключевой в медицине и биологии. Для создания новых стратегий борьбы с патогенными микроорганизмами необходимо искать альтернативные мишени, которые помогут разработать новые классы антимикробных препаратов. Одной из таких мишеней является белок FtsZ — бактериальный аналог тубулина, играющий важную роль в процессе деления клеток бактерий. FtsZ образует Z-кольцо в месте деления клетки, которое служит каркасом для формирования клеточной перегородки и регулирует синтез пептидогликана. Целью данного Проекта является исследование механизмов взаимодействия FtsZ с белками-партнёрами FtsA и SepF, а также анализ динамики сборки FtsZ. Это позволит определить потенциальные мишени для разработки новых антибиотиков, ингибирующих деление бактериальных клеток. Будет проведено молекулярное моделирование взаимодействий FtsZ с его партнёрами и поиск ингибиторов, которые могут специфически связываться с FtsZ и нарушать его функцию. Планируется экспрессия и очистка белков FtsZ, FtsA и SepF в клетках Escherichia coli и их биохимическая характеристика, включая изучение попарных взаимодействий. На основе этих данных и результатов моделирования будет создана молекулярная модель полимеризации Z-кольца при участии FtsA и SepF. Модель поможет выявить области на поверхности FtsZ, связывание с которыми низкомолекулярных соединений может блокировать сборку Z-кольца и нарушать взаимодействие FtsZ с партнёрами. Для определения таких сайтов связывания будет использован метод SILCS (Site-Identification by Ligand Competitive Saturation). Мы также применим альтернативный подход к поиску ингибиторов, который будет основан на использовании соединений с известной активностью по отношению к эукариотическому тубулину. Поскольку FtsZ и эукариотический тубулин обладают структурным сходством, такие соединения могут быть активны и в отношении FtsZ. Из библиотек коммерчески доступных соединений будут выбраны наиболее перспективные кандидаты с помощью молекулярного докинга для последующего экспериментального тестирования. Первоначальный скрининг соединений будет проводиться с использованием дрожжевой тест-системы Schizosaccharomyces pombe, разработанной в индийском коллективе исполнителей Проекта. В этой системе FtsZ экспрессируется в дрожжах и формирует цитоплазматические кольца, что позволяет визуализировать его полимеризацию в клеточном контексте без необходимости трудоёмкой очистки белка. Метод позволяет одновременно оценить специфичность действия соединений на FtsZ и их токсичность для клеток дрожжей за счет возможного воздействия на дрожжевой тубулин или другие белки эукариот. Наиболее интересные из обнаруженных соединений планируется также проверить на тубулине млекопитающих in vitro, чтобы исключить нежелательные побочные эффекты и подтвердить специфичность их действия на FtsZ. Эффективность найденных соединений будет проверена на культурах бактериальных клеток. Наконец, для наиболее перспективных соединений, будет предпринята попытка установить структуру комплекса белок-лиганд методом рентгеноструктурного анализа. Предлагаемый Проект основывается на тесном международном сотрудничестве между российской и индийской исследовательскими группами. Российская команда обладает опытом в многомасштабном моделировании и экспериментальном исследовании микротрубочек и взаимодействующих с ними белков. Индийская команда специализируется на структурной биологии и разработала оригинальные модели для изучения сборки FtsZ. Синергия двух групп позволит глубже понять механизмы сборки FtsZ и разработать новые подходы к созданию антимикробных препаратов. Ожидается, что результаты проекта позволят выявить механизмы действия перспективных ингибиторов и создать основу для рационального дизайна новых молекул, способных эффективно бороться с бактериями. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | True |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 21000.0 |
| Дата начала | 2025-07-30 |
| Дата окончания | 2027-12-31 |
| Номер контракта | 25-44-01015 |
| Дата контракта | 2025-07-30 |
| Количество отчетов | 3 |
| УДК | 577.3.01 577.38 577.3:51-76 |
| Количество просмотров | 3 |
| Руководитель работы | Коваленко Илья Борисович |
| Руководитель организации | Рубцов Александр Михайлович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-09-18 09:04:02 UTC, 2025-09-18 09:04:02 UTC |
| ОКПД | Нет |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | антибиотики; структурная биология; тубулин; ftsz; вычислительное моделирование |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 34.17.23 - Биофизика клетки; 34.17.03 - Теоретическая и математическая 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 | — |