Ключевые слова
белки, белковая инженерия, стабилизация белков, молекулярные шапероны, GroEL, доклинические испытания, токсикология, штаммы-продуценты

Направления исследований

1. Биоинженерия систем молекулярных шаперонов для биотехнологии белков
2. Разработка новых методов сворачивания и очистки белков
3. Исследования рекомбинантных белковых лекарственных средств и вакцин (исследования новых вакцин к краснухе, вирусу папилломы человека)
4. Создание штаммов-продуцентов рекомбинантных ферментов и технологий их очистки для промышленного применения
5. Анализ метаболома и систем регуляции экспрессии рекомбинантных белков в микроорганизмах
6. Создание вакцин для профилактики заболеваний человека и с/х животных  (вакцины к цирковирусу свиней, африканской чумы свиней)
7. Биоинформатический анализ тонкой структуры геномов (анализ принципов и глобальных систем регуляции экспрессии белков)

Основные достижения по направлениям исследований:

1. Биоинженерия систем молекулярных шаперонов для биотехнологии белков

• Разработана высокоэффективная система биосинтеза токсичных и лабильных пептидов внутри частицы шаперона GroEL
  Для доказательства эффективности этой системы, в бактериальных клетках получен полифемузин – один из самых мощных антибактериальных пептидов, а также энфувиртид – самый большой на сегодняшний день терапевтический пептид, используемый для лечения СПИД.
• Разработана система получения стабильных растворимых форм исходно нерастворимых белков в комплексе с минишапероном
  В этой системе получены в стабильной растворимой форме два исходно нерастворимых белка – белок Е6 вируса папилломы человека и N-концевой фрагмент белка Е2 вируса гепатита С. Оба эти белка являются кандидатами для создания соответствующих вакцин. Возможности системы были расширены путем создания пермутированных вариантов минишаперона.

2. Разработка новых методов сворачивания и очистки белков
Сворачивание гидрофобных белков на твердой фазе

3. Исследования рекомбинантных белковых лекарственных средств и вакцин
Исследования новых вакцин к краснухе, вирусу папилломы человека

4. Создание штаммов-продуцентов рекомбинантных ферментов и технологий их очистки для промышленного применения
Созданы штаммы-продуценты ферментов, применяемых в пищевой промышленности – фосфолипазы А2 и химозина. Как характеристики штаммов-продуцентов, так и методики очистки ферментов соответствуют требованиям и нормативам, принятым в пищевой промышленности.

5. Анализ метаболома и систем регуляции экспрессии рекомбинантных белков в микроорганизмах

6. Создание вакцин для профилактики заболеваний человека и с/х животных
Вакцины к цирковирусу свиней, африканской чумы свиней

7. Биоинформатический анализ тонкой структуры геномов
Анализ принципов и глобальных систем регуляции экспрессии белков

1. Alexey N. Fedorov. Biosynthetic Protein Folding and Molecular Chaperons REVIEW Biochemistry (Moscow), 2022, Vol. 87, Suppl. 1, pp. S128_S145. DOI: 10.1134/S0006297922140115;
2. Yurkova, M.S., Sadykhov, E.G. & Fedorov, A.N. Production of a toxic polypeptide as a fusion inside GroEL cavity. Sci Rep 10, 21024 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-78094-8;
3. Филькин C. Ю., Липкин А. В., Федоров А. Н. Cуперсемейство фосфолипаз: структура, функции и применение в биотехнологии. Успехи биологической химии, 2020, 60, с. 369–410;
4. Filkin S.Y, Chertova N.V, Zenin A.A, Lipkin A.V, Sichev A.A, Bityak D.S, Sadykhov E.G, Popov V.O, Fedorov A.N. Expression, purification and biophysical characterization of recombinant Streptomyces violaceoruber phospholipase PLA2 overproduced in Pichia pastoris. Prep Biochem Biotechnol. 2020;50(6):549-555. doi: 10.1080/10826068.2020.1712657;
5. Filkin S.Y, Chertova N.V, Vavilova E.A., Zatsepin S. S, Eldarov M. A., Sadykhov E.G, Fedorov A.N., Lipkin A.V.Optimization of the Production Method for Recombinant Chymosinin the Methylotrophic Yeast Komagataella phaffii . Applied Biochemistry and Microbiology, 2020, Vol. 56, No. 6, pp. 657–661. doi: 10.1134/S0003683820060058;
6. Maria S. Yurkova, Olga A. Sharapova, Vladimir A. Zenin, and Alexey N. Fedorov. Versatile format of minichaperone-based protein fusion system. Scientific Reports, v 9, issue 1, pp. 1-11. doi: 10.1038/s41598-019-51015-010;
7. Юркова М.С., Зенин В.А., Садыхов Э.Г., Федоров А.Н. .Димеризация антимикробного пептида полифемузина Iв единой полипептидной цепи: теоретические и практические следствия Биотехнология 2019 Т. 35 № 5  С. 36–41  doi: 10.21519/0234-2758-2019-35-5-36-41;
8. Юркова М.С., Саввин О.И., Зенин В.А., Федоров А.Н. Получение и характеристика безметионинового варианта термостабильного шаперона GroEL из Thermus thermophilus. Прикладная Биохимия и Микробиология, 2019, том 55, № 2, с. 138-143. doi: 10.1134/S0555109919020156;
9. Fedorov A.N., Yurkova M.S.. Molecular Chaperone GroEL – toward a Nano Toolkit in Protein Engineering, Production and Pharmacy. NanoWorld J 2018, 4(1): 8-15. doi: 10.17756/nwj.2018-053;
10. Trifonova E.A., Zenin V.A., Nikitin N.A., Yurkova M.S., Ryabchevskaya E.M., Putlyaev E.V., Donchenko E.K., Kondakova O.A., Fedorov A.N., Atabekov J.G., Karpova O.V. Study of rubella candidate vaccine based on a structurally modified plant virus .Antiviral Research 2017, 144, 27-33;
11. Sharapova  O.A., Yurkova M.S., and Fedorov A.N. A minichaperone-based fusion system for producing insoluble proteins in soluble stable forms. Protein Engineering, Design and Selection, 2016, Volume 29, Issue 2, Pages 57–64, https://doi.org/10.1093/protein/gzv060;
12. Sharapova O.A., Laurinavichyute D.K., Yurkova M.S., Andronova S.M., Fedorov A.N., Severin S.E., Severin E.S. Efficient refolding of a hydrophobic protein with multiple S-S bonds by on-resin immobilized metal affinity chromatography. Journal of Chromatography, 2011, 1218 (31): 5115-9;
13. Fedorov A., Baldwin T. Process of biosynthetic protein folding determines the rapid formation of native structure. — J. Mol. Biol., 1999, v. 268, p. 712-723;
14. Fedorov A., Baldwin T. Protein folding and assembly in a cell-free expression system. — Methods in Enzymology, 1998, v. 290, p. 1-17;
15. Fedorov A., Baldwin T. Cotranslational protein folding. — J. Biol. Chem., 1997, v. 272, p. 32715-32718;
16. Fedorov A., Baldwin T. Contribution of cotranslational folding to the rate of formation of native protein structure. — Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995, v. 92, p. 1227-1231;
17. Fedorov, A., Dolgikh, D., Chemeris, V., Chernov, B., Finkelshtein, A., Schulga, A., Alakhov, Yu., Kirpichnikov, M. & Ptitsyn, O. De novo design, synthesis and study of albebetin, a polypeptide with a predetermined three-dimensional structure. Probing the structure at the nanogram level. — J. Mol. Biol., 1992, v. 225, p. 927-931.