Лаборатория сравнительной биохимии ферментов

Заведующий лабораторией д.б.н.  Николай Васильевич Гончаров

maslova-m-nЛабораторию организовала в 1979 г. д.б.н. профессор Маслова Марина Николаевна, она же была заведующим до 2010 г. С 2010 по 2013 г. лабораторией заведовал д.б.н. Морозов Владимир Игоревич. В настоящее время в лаборатории работают 2 доктора наук, 4 кандидата наук, 3 аспиранта.

В лаборатории было впервые проведено сравнительное изучение влияния различных по структуре и заряду детергентов и хелаторов на активность Na++-АТФазы эритроцитов разных представителей млекопитающих и рыб (Казеннов и соавт., 1984; 1986). Была предложена гипотетическая схема участия белков цитоскелета в реакционном цикле Na++-АТФазы и высказано предположение о взаимосвязи механических свойств эритроцитов с системами активного транспорта катионов в клетках (Казеннов, Маслова, 1987; 1991; Казеннов и соавт., 1990). При первичной артериальной гипертензии у человека и спонтанно гипертензивных крыс выявлено снижение активности Na++-АТФазы в целых эритроцитах, сохраняющееся в тенях эритроцитов, и понижение чувствительности фермента в целых эритроцитах к высоким концентрациям Mg2+ (Kazennov et al 1987). Показано снижение активности Na++-АТФазы у больных острым инфарктом миокарда (Маслова, 2005). В лаборатории были обоснованы гидродинамические и биофизические закономерности магистрального структурирования крови в сосудистой сети организма млекопитающих. Установлено, что форма эритроцитов при прочих равных условиях определяет динамику их обратимой агрегации (Катюхин, 1995; Katyukhin et al., 1998). Установлена достоверная межвидовая корреляционная связь между массой тела и такими гематологическими параметрами как количество эритроцитов в крови и средний объем эритроцитов. У мелких животных с относительно высоким удельным метаболизмом объем эритроцитов меньше сравнительно с эритроцитами крупных животных при равном диаметре клеток, что обусловливает у первых большее отношение площади наружной поверхности клетки к ее объему и, таким образом, большую деформируемость эритроцитов и большую скорость отдачи кислорода тканям (Катюхин, 1995; Katyukhin et al., 1998; Katyukhin. 2013).

morozov-2В.И. Морозов, известный специалист в области спортивной физиологии и биохимии, определил новое направление работы лаборатории — изучение редокс баланса системы крови в условиях стрессорных воздействий, связанных с иммобилизацией и мышечной деятельностью (Morozov et al., 2001; 2003; 2006; 2011; Морозов и соавт., 2006; Минигалин и соавт., 2011; 2014). Стремясь сохранить преемственность научных исследований, среди главных задач, поставленных В.И. Морозовым, было изучение влияния оксидативного стресса на реологические свойства и кислород-транспортную функцию эритроцитов крови, а также вклада оксидативного стресса в механизмы, определяющие срочное и отставленное снижение сократительной функции мышц при напряженных мышечных нагрузках. Полученные данные показывают взаимосвязь уровня оксидативного стресса и реологических параметров эритроцитов крови (Новожилов и соавт., 2011; 2012; 2013; 2014).

В настоящее время в лаборатории разрабатываются следующие научные темы и направления

1) Разработка/совершенствование моделей субмаксимальной и предельной физической нагрузки для человека и экспериментальных животных.
2) Исследование корреляции между биохимическими и физиологическими маркерами повреждения мышц при физической нагрузке.
3) Исследование эффективности и механизмов действия препаратов природного происхождения (нутрицевтики), ускоряющих восстановление и повышающих физическую работоспособность. 
4) Исследование связывающих и ферментативных свойств альбумина, а также модулирующего влияния на эти свойства эндогенных и экзогенных лигандов. Совершенствование методологии in silico (молекулярное моделирование) в качестве альтернативы и/или дополнения методам in vitro и in vivo. 
5) Развитие методологии цитофизиологического скрининга веществ, усиливающих терапевтическое действие противоопухолевых препаратов.
6) Исследование механизмов сигнализации в скелетных эндотелиальных клетках кровеносных сосудов.
7) Роль активных форм кислорода и редокс-активных соединений в модуляции сигналинга и цитотоксичности. Сравнительное исследование механизмов действия редокс-активных соединений на эритроциты и эндотелиальные клетки.

Перспективные научные темы и направления, которые лаборатория планирует реализовывать в ближайшее время.

1) Аптамеры как новое средство стехиометрической антидотной терапии. Совершенствование методологии синтеза аптамеров посредством молекулярного моделирования.
2) Разработка новых или совершенствование имеющихся алгоритмов поиска неинвазивных или малоинвазивных биомаркеров, повышающих чувствительность и специфичность диагностики.
3) Исследование механизмов развития оставленной патологии, в том числе нейропатий и нейродегенеративных заболеваний. Видовые особенности развития отставленной патологии, их роль в экспериментальных исследованиях и доклинических испытаниях.
4) Возможности нутрицевтиков (в более широком смысле — препаратов природного, в т.ч. эндогенного происхождения) в повышении физической работоспособности, профилактике и/или предупреждении развития отставленной патологии.

За последние 5 лет сотрудниками лаборатории опубликовано более 50 статей в российских и зарубежных журналах, 3 монографии и 5 глав в зарубежных монографиях. Cотрудники лаборатории были или являются руководителями 3 грантов РФФИ и 1 гранта РНФ.

maslova-m-n-s-tsvetkom-skshhz

Маслова М.Н., д.б.н., проф.,
гл. научн. сотр.

Среди научных партнеров лаборатории в России и за рубежом

1) Авдонин П.В., проф., д.б.н., зав.лаб. ИБР РАН, Москва
2) Зинченко В.П., проф., д.б.н., зав.лаб. ИБК РАН, Пущино
3) Хлебников А.Ф., проф., д.х.н., зав.лаб. Института химии СПбГУ, С.-Петербург
4) Davletov B., professor of University of Sheffield, England
5) Jenkins R., professor of De Montfort University, Leicester UK

Основные публикации сотрудников лаборатории за последние 5 лет:

  • Morozov, V.I.; Kalinski, M.I.; Peake, J. Exercise and Cellular Mechanisms of Muscle Injury (Muscular System - Anatomy, Functions and Injuries) // Nova Science Pub Inc., 2012.
  • Катюхин, Л. Н. Физиологическая коррекция реологии крови у млекопитающих. Об эволюционном конструировании. Теория и практика / Л. Н. Катюхин. – Саарбрюккен : LAP, 2013. 228 с.
  • Маслова, М. Н., Казеннов, А. М. Молекулярные механизмы стресса. Роль АТФаз при стрессе / М. Н. Маслова. – Саарбрюккен : LAP, 2013. 97с.
  • Новожилов А.В., Тавровская Т.В., Войтенко Н.Г., Гончаров Н.В., Маслова М.Н., Морозов В.И. Влияние антиоксидантов на состояние эритроцитов крыс в условиях истощающей беговой нагрузки // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2013. – Т.99, № 10. – С. 1223-1232.
  • Кудрявцев И.В., Гарнюк В.В., Надеев А.Д., Гончаров Н.В. Пероксид водорода модулирует экспрессию поверхностных антигенов эндотелиальными клетками пупочной вены человека при воздействии in vitro // Биологические мембраны.- 2013.- Т.30, № 5-6.- С.438-444.
  • Прокофьева Д.С., Гончаров Н.В. Действие биогенных и абиогенных дисульфидов на клетки эндотелия в культуре: сравнение трех методов оценки жизнеспособности. Цитология. 2014, 56 (6): 410–418.
  • Белинская Д.А., В.И. Шмурак, Д.С. Прокофьева, Н.В. Гончаров. Сывороточный альбумин: поиск новых сайтов взаимодействия с фосфорорганическими соединениями на примере зомана // Биоорганическая химия. 2014, т.40, №5, с.541-549
  • Аникин И.В., Н.В. Гончаров, М.Л. Тындык, Н.Г. Войтенко, Г.Б. Плисс, М.А. Забежинский, И.Г. Попович, В.Н. Анисимов. Влияние фторацетата натрия и метформина на противоопухолевую активность циклофосфамида на модели модели аутохтонной саркомы мышей // Вопросы онкологии. -2014. - Т.60.- №4.- с.514-516.
  • Новожилов А.В., Т.В.Тавровская, Н.Г.Войтенко, М.Н.Маслова, Н.В.Гончаров, В.И.Морозов. Эффективность экстракта зеленого чая в эксперименте с использованием двух моделей физической нагрузки // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2014. - Т.158. - №9. - с.327-332.
  • Goncharov NV, Avdonin PV, Nadeev AD, Zharkikh IL, Jenkins RO. Reactive Oxygen Species in Pathogenesis of Atherosclerosis. Curr Pharm Des. 2015; 21(9):1134-46.
  • Goncharov N., E. Savelieva, V. Zinchenko, S. Kuznetsov, I. Mindukshev, M. Vinokurov, P. Avdonin, N. Voitenko, A. Ukolov, T. Orlova, R. Jenkins, A. Kuznetsov. // In: Gupta, R.C. (Ed.), Handbook of the Toxicology of Chemical Warfare Agents, second ed. Academic Press/Elsevier, Amsterdam, 2015, pp. 193–214
  • Rembovskiy V., Radilov A., Savelieva E., Kuznetsov S., Mindukshev I., Prokofieva D., Krivorotova N., Khlebnikova N., Jenkins R., Goncharov N. Russian VX. // In: Gupta, R.C. (Ed.), Handbook of the Toxicology of Chemical Warfare Agents, second ed. Academic Press/Elsevier, Amsterdam, 2015, pp.111-130.
  • Гончаров Н.В., Д.А. Белинская, А.В. Разыграев, А.И. Уколов. О ферментативной активности альбумина // Биоорганическая химия. 2015, 41(2) 131-144.
  • Гончаров Н.В., Уколов А.И., Орлова Т.И., Мигаловская Е.Д., Войтенко Н.Г. Метаболомика: на пути интеграции биохимии, аналитической химии, информатики // Успехи современной биологии. 2015.- Т.135.- №1.- с.3-17.
  • Минигалин А.Д., Войтенко Н.Г., Воробьев А.А., Корф Е.А., Новожилов А.В., Петухова О.В., Баранова Т.И., Гончаров Н.В. Исследование взаимосвязей физиологических и биохимических показателей человека в динамике после выполнения предельной физической нагрузки // Лечебная физкультура и спортивная медицина. 2015, №6(132) с.14-18.
  • Надеев А.Д., И.В. Кудрявцев, М.К. Серебрякова, П.В. Авдонин, В.П. Зинченко, Н.В. Гончаров. Индукция апоптоза и некроза клеток эндотелия пупочной вены человека пероксидом водорода // Цитология. 2015, 57(12): с.909-916. 
  • Goncharov N., E. Maevsky, N. Voitenko, A. Novozhilov, I. Kubasov, R. Jenkins, and P. Avdonin. Nutraceuticals in sports activities and fatigue // In: Gupta, R.C. (Ed.), Nutraceuticals: Efficacy, Safety and Toxicity. Academic Press/Elsevier, Amsterdam, 2016, pp.177-188.
  • Mindukshev I., Kudryavtsev I., Serebriakova M., Trulioff A., Gambaryan S., Sudnitsyna J., Khmelevskoy D., Voitenko N., Avdonin P., Jenkins R., and Goncharov N. Flow cytometry and light scattering technique in evaluation of nutraceuticals // In: Gupta, R.C. (Ed.), Nutraceuticals: Efficacy, Safety and Toxicity. Academic Press/Elsevier, Amsterdam, 2016, pp.319-332.  ISBN: 978-0-12-802147-7,  1022 pp.
  • Goncharov N., A. Orekhov, N. Voitenko, A. Ukolov, R. Jenkins, and P. Avdonin. Organosulfur compounds as nutraceuticals // In: Gupta, R.C. (Ed.), Nutraceuticals: Efficacy, Safety and Toxicity. Academic Press/Elsevier, Amsterdam, 2016, pp.555-568.
  • Dolgacheva LPTurovskaya MVDynnik VVZinchenko VPGoncharov NV, Davletov BTurovsky EA. Angiotensin II activates different calcium signaling pathways in adipocytes. Arch Biochem Biophys. 2016; 593:38-49.
  • Smetanin IA, Novikov MS, Agafonova AV, Rostovskii NV, Khlebnikov AF, Kudryavtsev IV, Terpilowski MA, Serebriakova MK, Trulioff AS, Goncharov NV. A novel strategy for the synthesis of thermally stable and apoptosis-inducing 2,3-dihydroazetes. Org Biomol Chem. 2016 (14) 4479-87.
  • Жарких И.Л., Надеев А.Д., Цитрин Е.Б., Гончаров Н.В., Авдонин П.В. Подавление блокатором двупоровых каналов trans-NED19 и пероксидом водорода индуцированных гистамином расслабления аорты крысы и кальциевого сигнала в эндотелиальных клетках // Известия РАН Серия биологическая 2016, №4, 430-438.
  • Mironova GY, Avdonin PP, Goncharov NV, Jenkins RO, Avdonin PV. Inhibition of protein tyrosine phosphatases unmasks vasoconstriction and potentiates calcium signaling in rat aorta smooth muscle cells in response to an agonist of 5-HT2B receptors BW723C86. Biochem Biophys Res Commun. 2017; 483(1):700-705.
  • Sobolev VEJenkins ROGoncharov NV. Sulfated glycosaminoglycans in bladder tissue and urine of rats after acute exposure to paraoxon and cyclophosphamide. Exp Toxicol Pathol. 2017; 69(6):339-347. doi: 10.1016/j.etp.2017.02.007.
  • Уколов А.И., Кессених Е.Д., Радилов А.С., Гончаров Н.В. Токсикометаболомика: поиск маркеров хронического воздействия низких концентраций алифатических углеводородов. Журнал Эволюционной Биохимии и Физиологии. 2017, 53(1): 23-32.
  • Корф Е.А., Кубасов И.В., Вонский М.С., Новожилов А.В., Рунов А.Л., Курчакова Е.В., Матросова Е.В., Тавровская Т.В., Гончаров Н.В. Ультраструктурные изменения и модуляция экспрессии генов в системе кальциевой регуляции скелетных мышц при изнуряющей физической нагрузке. Цитология. 2017, 59(6): 434-446. 
  • Корф Е.А., И.В.Кубасов, М.С.Вонский, А.В.Новожилов, А.Л.Рунов, Е.В.Курчакова, Е.В.Матросова, Т.В.Тавровская, Н.В.Гончаров. Экстракт зеленого чая повышает экспрессию генов, ответственных за регуляцию баланса кальция в медленных мышцах крысы, при изнуряющей физической нагрузке. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017, Т.164, №7, c.10-14.
  • Avdonin PV, Nadeev AD, Tsitrin EB, Tsitrina AA, Avdonin PP, Mironova GY, Zharkikh IL, Goncharov NV. Involvement of two-pore channels in hydrogen peroxide-induced increase in the level of calcium ions in the cytoplasm of human umbilical vein endothelial cells. Dokl Biochem Biophys. 2017; 474(1):209-212. doi: 10.1134/S1607672917030152. Epub 2017 Jul 20.
  • Белинская Д.А., К.И. Таборская, П.В. Авдонин, Н.В. Гончаров. Модуляция жирными кислотами сайтов взаимодействия альбумина с параоксоном: анализ методами молекулярного моделирования. Биоорганическая химия. 2017. Т.43, №4, с. 347-356. DOI: 10.7868/S0132342317030046
  • Белинская Д.А., В.И. Шмурак, К.И. Таборская, П.П. Авдонин, П.В. Авдонин, Н.В. Гончаров. Сравнительный анализ in silico связывания параоксона сывороточным альбумином человека и быка. Журнал Эволюционной Биохимии и Физиологии. 2017, Т.53, №3, С.170-177.
  • Гончаров Н.В., М.А. Терпиловский, В.И. Шмурак, Д.А. Белинская, П.В. Авдонин Сравнительный анализ эстеразной и параоксоназной активности различных видов альбумина. Журнал Эволюционной Биохимии и Физиологии. 2017, Т.53, №4, С.241-250.
  • Таборская К.И., Д.А. Белинская, П.В. Авдонин, Н.В. Гончаров. Построение трехмерной модели молекулы крысиного альбумина методом гомологичного моделирования. Журнал Эволюционной Биохимии и Физиологии. 2017, Т.53, №5, с.342-350.
  • Goncharov N.V., Belinskaia D.A., Shmurak V.I., Terpilowski M.A., Jenkins R.O. and Avdonin P.V. Serum Albumin Binding and Esterase Activity: Mechanistic Interactions with Organophosphates. Molecules 2017, 22(7). pii: E1201. doi: 10.3390/molecules22071201.
  • Авдонин П.В., Цитрина А.А., Миронова Г.Ю., Авдонин П.П., Жарких И.Л., Надеев А.Д., Гончаров Н.В.. Пероксид водорода стимулирует экзоцитоз фактора Виллебранда эндотелиальными клетками пупочной вены человека. Известия РАН. Серия биологическая. 2017, Т.5, с.549-556.
  • Galenko E.E., Galenko A.V., Novikov M.S., Khlebnikov A.F., Kudryavtsev I.V., Terpilowski M.A., Serebriakova M.K., Trulioff A.S., Goncharov N.V. 4-Diazo and 4-(triaz-1-en-1-yl)-1H-pyrrole-2-carboxylates as agents inducing apoptosis. Chemistry Select, 2017, 2, 7508–7513. DOI: 10.1002/slct.201701538
  • Миндукшев И.В., Скверчинская Е.А., Хмелевской Д.А., Добрылко И.А., Гончаров Н.В. Ингибитор ацетилхолинэстеразы параоксон усиливает индуцированный in vitro оксидативный стресс в эритроцитах крыс. Биологические мембраны, 2017, 34(6): 147-154. DOI: 10.7868/S0233475517060081
  • Goncharov, N. V., Nadeev, A. D., Jenkins, R. O., & Avdonin, P. V. (2017). Markers and Biomarkers of Endothelium: When Something Is Rotten in the State. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2017. Article ID 9759735, 27 pp. https://doi.org/10.1155/2017/9759735
Гончаров Николай Васильевич д.б.н.

заведующий лабораторией

Катюхин Лев Николаевич, д.б.н.

ведущий научный сотрудник

Тавровская Татьяна Вульфовна, к.б.н.

старший научный сотрудник

Колычев Александр Петрович, к.м.н.,

старший научный сотрудник

Новожилов Артемий Викторович, к.б.н.

старший научный сотрудник

Надеев Александр Дмитриевич

научный сотрудник

Хмелевской Денис Александрович

аспирант, младший научный сотрудник

Седова Нина Павловна

старший лаборант

Корф Екатерина Андреевна, аспирант

младший научный сотрудник

Згонникова Анна Дмитриевна, студентка, факультет ветеринарной медицины СПбГАВМ

старший лаборант

Байдюк Екатерина Викторовна, к.б.н.

старший лаборант

Баталова Анастасия Александровна, аспирант

младший научный сотрудник