 |
Левицкий Дмитрий Иванович Заведующий лабораторией доктор биологических наук, профессор ИНБИ, корп. 1, комн. 334  +7 (495) 952-13-84 levitsky@inbi.ras.ru |
- Основное
- Достижения
- Сотрудники
- Оборудование
- РИД
- Публикации
- Диссертации
- Награды
Основное
Ключевые слова
молекулярный механизм мышечного сокращения, главные белки мышц – миозин, актин и тропомиозин, тепловая денатурация белков, агрегация белков, шапероны, молекулярный краудинг, дифференциальная сканирующая калориметрия, динамическое светорассеяние, аналитическое ультрацентрифугирование, база данных по олигопептидам EROP-Moscow
Направления исследований
- Структурно-функциональные исследования миозина, актина и тропомиозина – главных белков мышц и многих иных систем биологической подвижности. Применение метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) в сочетании с другими методами и подходами для изучения тепловой денатурации этих белков и для регистрации структурных перестроек, которым они подвергаются в процессе функционирования (группа Д.И. Левицкого)
- Структура, регуляция активности, денатурация и агрегация ключевых ферментов энергообеспечения мышц – гликогенфосфорилазы и киназы фосфорилазы, в том числе – в условиях молекулярного краудинга (эффекта «исключенного объема»). Влияние краудинга на шапероноподобную активность малых белков теплового шока (sHsp). Применение методов аналитического ультрацентрифугирования и динамического светорассеяния для установления механизма действия sHsp в условиях краудинга (группа Н.А. Чеботаревой)
- Изучение механизмов агрегации белков и защитного действия шаперонов белковой природы (малых белков теплового шока) и низкомолекулярных химических шаперонов (группа Н.А. Чеботаревой).
- Исследование in silico структурно-функциональных свойств эндогенных олигопептидов и динамики образования экзогенных фрагментов белков. Поддержание (совершенствование и пополнение) базы данных по природным олигопептидам EROP-Moscow с Internet-доступом – http://erop.inbi.ras.ru/
Основные методы исследований
В лаборатории используются достаточно редкие (а зачастую – уникальные) методы исследования на базе собственного оборудования:
- Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). Позволяет детально исследовать процесс тепловой денатурации белка. В лаборатории имеется 2 дифференциальных адиабатических сканирующих микрокалориметра ДАСМ-4М производства Института биологического приборостроения РАН.
- Исследование температурных зависимостей светорассеяния. Позволяет исследовать диссоциацию белковых комплексов и тепловую агрегацию белка при заданной скорости прогрева с постоянной регистрацией температуры, т.е. в тех же условиях, что и при исследованиях методом ДСК. Это позволяет сопоставлять процессы агрегации и диссоциации с процессом тепловой денатурации. Имеются спектрофлуориметр Cary Eclipse и спектрофотометр Cary-100 фирмы Varian, оснащенные системой Пельтье для создания непрерывного градиента температуры и термодатчиками для ее постоянного измерения.
- Ультрацентрифугирование микропроб. Позволяет при высокой скорости быстро центрифугировать микропробы (100–150 мкл) с последующим анализом содержания белка в осадках и супернатантах методом SDS-электрофореза в полиакриламидном геле. Применяется главным образом для изучения взаимодействия различных актин-связывающих белков с филаментами F-актина. Имеется Airfuge фирмы Beckman, позволяющая развивать ускорение до 180,000 g в течение нескольких десятков секунд.
- Аналитическое ультрацентрифугирование. Применяется для детального изучения олигомерного состояния белков, взаимодействия макромолекул, а также взаимодействий белок-лиганд в идеальных условиях и условиях молекулярного краудинга. Имеется аналитическая ультрацентрифуга Beckman, Модель E, снабженная сканирующей абсорбционной системой и компьютером, а также уникальной программой для сбора данных.
- Вискозиметрия. Имеется автоматический микровискозиметр фирмы «Anton Paar», позволяющий с высокой точностью проводить измерения вязкости растворов при различных температурах.
- Денситометрия. Имеется автоматический денситометр DMA 4500 фирмы «Anton Paar», позволяющий с высокой точностью проводить измерения плотности растворов при различных температурах.
- Прибор для измерения динамического и статического светорассеяния фирмы PhotoCor Instruments (США), 2003 г. Применяется для определения размеров белковых агрегатов.
- Прибор для измерения дзета-потенциала частиц Photocor Compact-Z фирмы PhotoCor Instruments (США), 2013 г. Применяется для определения дзета-потенциала белковых агрегатов.
- Приставка для изучения быстрой кинетики методом остановленного потока RX-2000 Rapid Kinetics Accessory фирмы Applied Photophysics (Великобритания) к спектрофлуориметру Cary Eclipse fluorescence spectrophotometer фирмы Agilent Technologies (США), 2012 г. Применяется для регистрации кинетики начальных стадий разворачивания белковых молекул при денатурирующих воздействиях.
- Компьютерные программы сравнения аминокислотных последовательностей разных баз данных по заданным критериям, а также фрагментации белков in silico.
Краткая история лаборатории
Лаборатория структурной биохимии белка была образована недавно (в ноябре 2013 года) путем объединения двух лабораторий – лаборатории молекулярной организации биологических структур (руководитель – Д.И. Левицкий) и лаборатории ферментных систем (руководитель – Б.И. Курганов).
Лаборатория молекулярной организации биологических структур имеет давнюю богатую историю, восходящую к образованию Института биохимии им. А.Н. Баха АН СССР. Она была создана в 1935 году и ее первым руководителем был Владимир Александрович Энгельгардт (в то время она называлась лабораторией биохимии животной клетки). Именно в этой лаборатории В.А. Энгельгардтом с сотрудниками была впервые обнаружена АТРазная активность миозина (статья была опубликована в “Nature” в 1939 году). Именно здесь в 1961–1963 г.г. ученик В.А. Энгельгардта Борис Федорович Поглазов впервые обнаружил миозин в немышечных клетках и тканях животных (в головном мозге, печени, щитовидной железе и поджелудочной железе), а также в водоросли Nitella flexilis; на основании этих данных им было впервые высказано предположение о присутствии миозиноподобных белков не только в мышцах, но и во всех эукариотических клетках, которое впоследствии полностью подтвердилось. Важно отметить, что структурно-функциональные исследования миозина, начатые в лаборатории В.А. Энгельгардтом и Б.Ф. Поглазовым, продолжаются в ней и в настоящее время.
В 1959 году, когда В.А. Энгельгардт с группой сотрудников перешел во вновь созданный им Институт радиационной и физико-химической биологии АН СССР (ныне – Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН), лабораторию возглавила его жена – Милица Николаевна Любимова, а лаборатория получила название лаборатории биохимии движения. После смерти М.Н. Любимовой в 1977 году лабораторию возглавил ученик В.А. Энгельгардта – Борис Федорович Поглазов и она была переименована в лабораторию молекулярной организации биологических структур, а после смерти Б.Ф. Поглазова в 2001 году лабораторию возглавил его ученик – Д.И. Левицкий, который руководил ею вплоть до образования нынешней лаборатории структурной биохимии белка (он руководит ею в настоящее время) путем объединения в ноябре 2013 года с лабораторией ферментных систем.
Лаборатория ферментных систем, вошедшая в полном составе во вновь созданную лабораторию структурной биохимии белка, была образована Борисом Ивановичем Кургановым в 1990 г. За время существования лаборатории её сотрудниками опубликовано 182 работы в журналах, входящих в список Web of Science, и подготовлено 6 кандидатов наук. Сотрудники лаборатории принимали активное участие в российских и международных научных конференциях.
К сожалению, за период пандемии 2020-2022 гг. лаборатория понесла тяжелые утраты и потеряла двух выдающихся ученых. 11 декабря 2020 г. скончался главный научный сотрудник Александр Александрович Замятнин, а 1 октября 2021 г. – главный научный сотрудник лаборатории Борис Иванович Курганов. Направления исследований, проводимых группой Б.И. Курганова, в настоящее время осуществляются под руководством ведущего научного сотрудника лаборатории д.б.н. Н.А. Чеботаревой.