Группа молекулярного моделирования

Хренова Мария Григорьевна
Руководитель группы
доктор физико-математических наук, профессор РАН
ИНБИ, корп. 1, комн. 267
E-Mail khrenova.maria@gmail.com

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ

Ключевые слова
Молекулярное моделирование, квантовая химия,  КМ/ММ, молекулярная динамика, биоинформатика, электронная плотность, ферментативные реакции,  фоторецепторные белки, ингибиторы ферментов

Направления исследований

  • Изучение механизмов резистентности к β-лактамным антибиотикам и рациональный дизайн новых антибактериальных препаратов по данным суперкомпьютерного молекулярного моделирования с детализацией атомных и молекулярных взаимодействий в активных центрах ферментов.
  • Изучение фотохимических процессов во флуоресцентных белках.
  • Анализ структур и динамического поведения белков систем, выявление общих закономерностей и отличительных особенностей для групп белков – алкоголь дегидрогеназ, нитрит редуктаз, серотониновых рецепторов и др.
  • Прецизионный анализ электронной плотности молекулярных систем.

Основные методы исследований

Современные методы молекулярного моделирования с использованием суперкомпьютерных технологий: методы квантовой химии, комбинированный метод квантовой механики/молекулярной механики (КМ/ММ), метод молекулярной динамики с квантовым, классическими и КМ/ММ потенциалами, методы анализа электронной плотности, основанные на квантово-топологической теории, биоинформатический анализ.


Достижения

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Сотрудники

СОСТАВ ГРУППЫ

№ ФИО Ученая степень, звание Должность Место работы Городской телефон Внутренний телефон E-mail
1Хренова
Мария Григорьевна		д.ф.-м.н.руководитель группы, в.н.с.ИНБИ, корп. 1, комн. 267--khrenova.maria@gmail.com
2Кривицкая
Александра Вячеславовна		-м.н.с., аспирантИНБИ, корп. 1, комн. 267--al_krivickaya@mail.ru
3Левина
Елена Олеговна		-м.н.с.ИНБИ, корп. 1, комн. 267--113033@mail.ru
4Попинако
Анна Владимировна		к.б.н.н.с.ИНБИ, корп. 1, комн. 267--popinakoav@gmail.com

Публикации

ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
  1. Meteleshko Yu. I., Nemukhin A., Khrenova M. Novel flavin-based fluorescent proteins with red-shifted emission bands:a computational study  // Photochem. Photobiol. Sci. – 2019. – V. 18. – P. 177-189 (http://dx.doi.org/10.1039/c8pp00361k). IF=2.902
  2. Khrenova M. G., Nemukhin A. V., Tsirelson V. G. Origin of the pi-stacking induced shifts in absorption spectral bands of the green fluorescent protein chromophore // Chem. Phys. – 2019. – V. 522. – P. 32-38 (http://dx.doi.org/10.1016/j.chemphys.2019.02.010). IF=1.707
  3. Kots E. D., Khrenova M. G., Nemukhin A. V. Allosteric Control of N-Acetyl-Aspartate Hydrolysis by the Y231C and F295S Mutants of Human Aspartoacylase // J. Chem. Inf. Model. 2018 (http://dx.doi.org/10.1021/acs.jcim.8b00666) IF= 3.760
  4. Grigorenko G. L., Khrenova M. G., Nemukhin A. V. Amide-imide tautomerization in the glutamine side chain in enzymatic and photochemical reactions in proteins // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2018. – V. 20. – P. 23827-23836 (http://dx.doi.org/10.1039/c8cp04817g) IF=3.906
  5. Khrenova M., Kulakova A., Nemukhin A. Competition between two cysteines in covalent binding of biliverdin to phytochrome domains //Org. Biomol. Chem. – 2018. – V. 16. – P. 7518-7529
  6. Khrenova M.G., Grigorenko B.L., Mironov V.A., Nemukhin A.V. Why does mutation of Gln61 in Ras by the nitro analog NGln maintain activity of Ras-GAP in hydrolysis of guanosine triphosphate? // Proteins – 2015. – V. 83. – P. 2091–2099 (http://dx.doi.org/10.1002/prot.24927). IF=3.337
  7. Vasilevskaya T., Khrenova M.G., Nemukhin A.V., Thiel W. Mechanism of proteolysis in matrix metalloproteinase-2 revealed by QM/MM modeling // J. Comput. Chem. – 2015. – V. 36. – P. 1621–1630 (http://dx.doi.org/10.1002/jcc.23977). IF=3.835
  8. Khrenova M.G., Grigorenko B.L., Kolomeisky A.B., Nemukhin A.V. Hydrolysis of guanosine triphosphate (GTP) by the Ras-GAP protein complex: reaction mechanism and kinetic scheme // J. Phys. Chem. B – 2015. – V. 119. – P. 12838–12845 (http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b07238). IF=3.607
  9. Khrenova M., Topol I., Collins J., A. Nemukhin A. Estimating orientation factors in the fret theory of fluorescent proteins: The TagRFP-KFP pair and beyond // Biophys J. — 2015. — V. 108. — P. 126-132. (http://dx.doi.org/10.1016/j.bpj.2014.11.1859) IF=3.668
  10. Khrenova M. G., Nemukhin A. V., Tatiana D.  Theoretical characterization of the flavin-based fluorescent protein iLOV and its Q489K mutant // J. Phys. Chem. B — 2015. — Vol. 119. — P. 5176–5183. (http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b01299) IF=3.607
  11. Vasilevskaya T., Khrenova M., Nemukhin A., Thiel W. Methodological aspects of QM/MM calculations: a case study on matrix metalloproteinase-2 // J. Comput. Chem. – 2016. – V. 37. – P. 1801-1809 (http://dx.doi.org/10.1002/jcc.24395). IF=3.835
  12. Kots E.D., Khrenova M.G., Lushchekina S.V., Varfolomeev S.D., Grigorenko B.L., Nemukhin A.V. Modeling the complete catalytic cycle of aspartoacylase // J. Phys. Chem. B – 2016. – V. 120. – P. 4221-4231 (http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.6b02542). IF=3.607
  13. Khrenova M.G., Kots E.D., Nemukhin A.V. Reaction mechanism of the guanosine triphosphate hydrolysis by the vision-related protein complex Arl3-RP2 // J. Phys. Chem. B – 2016. – V. 120. – P. 3873-3879 (http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.6b03363). IF=3.607
  14. Khrenova M. G., Grigorenko B. L., Nemukhin A. V. Theoretical vibrational spectroscopy of intermediates and the reaction mechanism of the guanosine triphosphate hydrolysis by the protein complex ras-gap // Spectrochim. Acta A — 2016. — Vol. 166. — P. 68–72. (http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2016.04.056) IF=1.977
  15. Khrenova M. G., Tatiana D., Nemukhin A. V. Molecular mechanism of the dark-state recovery in bluf photoreceptors // Chem. Phys. Lett. — 2017. — Vol. 676. — P. 25–31. (http://dx.doi.org/10.1016/j.cplett.2017.03.035) IF=2.145
  16. Popinako A., Antonov M., Dibrova D., Chemeris A., Sokolova O.S. Analysis of the interactions between GMF and Arp2/3 complex in two binding sites by molecular dynamics simulation. Biochemical and Biophysical Research Communications. — 2018 — 496(2) — 529-535. doi: 10.1016/j.bbrc.2018.01.080.
  17. Popinako A., Antonov M., Tikhonov A., Tikhonova T., Popov V. Structural adaptations of octaheme nitrite reductases from haloalkaliphilic Thioalkalivibrio bacteria to alkaline pH and high salinity. PLoS One. 2017 May 16.12(5). IF 3.54
  18. Antonov M. Yu., Popinako A.V., Prokopiev G.A. Molecular dynamics simulation of the structure and dynamics of 5-HT3 serotonin receptor. AIP Conference Proceedings. 2016. 1773.1-6. Article 060001 (2016); http://dx.doi.org/10.1063/1.4964976. ISSN: 0094243X ISBN: 978-073541431-0. DOI: 10.1063/1.4964976
  19. M.Yu. Antonov, A.V.Popinako, G.A. Prokopev, A.O.Vasilyev.  Numerical Modelling of Ion Transport in 5-HT3 Serotonin Receptor using molecular dynamics. Numerical Analysis and Its Applications. NAA 2016. Lecture Notes in Computer Science. 2017. V. 10187. Springer. P. 195-202.
  20. Bezsudnova EY, Petrova TE, Popinako AV, Antonov MY, Stekhanova TN, Popov VO. Intramolecular hydrogen bonding in the polyextremophilic short-chain dehydrogenase from the archaeon Thermococcus sibiricus and its close structural homologs. 2015. Biochimie. P. S0300-9084(15)00257-6. doi: 10.1016/j.biochi.2015.08.010 Epub ahead of print1. IF 3.124. ISSN: 0300-9084
  21. Anastasia Grisel, Anna Popinako, Marina Kasimova, Louisa Stevens, Maria Karlova, Mikhail Moisenovich, Olga Sokolova. Domain Structure and Conformational Changes in rat KV2.1 ion Channel. Journal of Neuroimmune Pharmacology.2014. V.9. №5. P.727-739. IF 4.110
  22. Potapova T.V., Boitzova L.Ju, Golyshev S.A., Popinako A.V. The organization of mitochondria in growing hyphae of Neurospora crassa. Cell and Tissue Biology. Maik Nauka/Interperiodica Publishing (Russian Federation). 2014. V. 8. № 2. P. 166-174
  23. Antonov, M.Yu., Naumenkova, T.V., Popinako A.V., Nikolaev, I.N., Shaitan, K.V. Estimating the profile of the mean force potential for transmembrane transport of a water molecule by the umbrella sampling method. Mathematical Notes of NEFU (Russian Federation). 2014. V.21. N.3. P. 78-86. ISSN 2411-9326
  24. Potapova T.V., Boitzova L.Ju, Golyshev S.A., Popinako A.V. The Organization of Mitochondria during the Neurospora crassa Tip Growth. Cytology (Russian Federation). 2013. V. 55. №11. P. 828-836. IF 0.282
  25. Astakhov A.A., Tsirelson V.G. Spatial localization of electron pairs in molecules using the Fisher information density. Chemical Physics, (2014) 435, 49–56.
  26. Vener M.V., Levina E.O., Astakhov A.A., Tsirelson V.G.. Specific Features of the Extra Strong Intermolecular Hydrogen Bonds in Crystals: Insights from the Theoretical Charge Density Analysis. Chem. Phys. Letters (2015) 638, 233–236.

 

Награды

НАГРАДЫ, ПРЕМИИ, ОТЛИЧИЯ, БЛАГОДАРНОСТИ (за научную и научно-организационную деятельность)
№ Сотрудники Вид премии/ награды Наименование премии/ награды Год присуждения
1 Хренова М.Г.,
Астахов А.А.,
Цирельсон В.Г.		 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 «Гидролитическая активность L1 металло-β-лактамазы с позиций квантово-топологического анализа электронной плотности» 2019
2 Хренова М.Г. Премия имени И.И. Шувалова 2017
3 Хренова М.Г. Премия Правительства Москвы для молодых ученых 2017
4 Хренова М.Г. Победитель конкурса проектов пользователей Суперкомпьютерного центра МГУ 2016
5 Хренова М.Г. Национальная стипендия L’OREAL-UNESCO «Для женщин в науке» 2014
6 Хренова М.Г. Стипендия Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова молодым преподавателям и научным сотрудникам 2017
2014
2013
7 Хренова М.Г. Стипендия Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики 2015-2017
2012-2014
8 Хренова М.Г. Победитель конкурса молодых биологов (молекулярная  и клеточная биология) Фонда Дмитрия Зимина «Династия» 2012
9 Хренова М.Г. Победитель конкурса на стипендию Intel 2010
10 Хренова М.Г. Стипендия Президента Российской Федерации 2010
11 Хренова М.Г. Премия для поддержки талантливой молодёжи 2010
12 Хренова М.Г. Премия имени академика И.П. Алимарина 2006