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 биол. наук, 3 кандидата биол. наук, аспирант и 4 лаборанта-исследователя.

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) Сравнительное исследование противоопухолевой активности ингибитора митохондриальной аконитазы фторацетата в моделях in vitro и in vivo.

6) Развитие методологии цитофизиологического скрининга веществ, усиливающих терапевтическое действие противоопухолевых препаратов.

7) Исследование механизмов сигнализации в скелетных эндотелиальных клетках кровеносных сосудов.

8) 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, 4 монографии и 5 глав в зарубежных монографиях. В 2013-2015 гг. сотрудники лаборатории были руководителями 2 грантов РФФИ: №13-14-00509 «Роль окислительного стресса в повреждении мембран скелетных мышечных волокон при напряженных физических нагрузках аэробно-анаэробной направленности» (рук. Морозов В.И., Новожилов А.В.), №13-14-01728 «Исследование связывающей и эстеразной активности сывороточного альбумина по отношению к фосфорорганическим соединениям» (рук. Гончаров Н.В.). В 2015 г. по результатам конкурса РНФ поддержана заявка №16-15-00199 «Разработка эффективных средств профилактики, терапии и предупреждения отставленных последствий отравления фосфорорганическими соединениями» (рук. Гончаров Н.В.).

Катюхин у прибора2 obshhaya-lab-goncharova maslova-m-n-s-tsvetkom-skshhz
Катюхин Л. Н.,  д.б.н., вед. науч. сотр.
Сотрудники лаборатории (слева направо): Хмелевской Д.А., аспирант, Новожилов А.В., к.б.н., научн. сотр., Волкова Г.Г., ст. лаб. иссл., Седова Н.П., ст. лаб. иссл., Тавровская Т.В.,к.б.н., ст.научн. сотр., Маслова М.Н., д.б.н., проф., гл. научн. сотр.

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) Анисимов В.Н., проф., д.м.н., зав.отд. Института онкологии им.Петрова, С.-Петербург
3) Баранова Т.И., д.б.н., в.н.с. СПбГУ, С.-Петербург
4) Зинченко В.П., проф., д.б.н., зав.лаб., Пущино
5) Хлебников А.Ф., проф., д.х.н., зав.лаб. Института химии СПбГУ, С.-Петербург
6) Davletov B., professor of University of Sheffield, England
7) Jenkins R., professor of De Montfort University, Leicester UK
8) Kalinski M., professor of Kent State University, Kent, OH, USA

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.
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.

научный сотрудник

Надеев Александр Дмитриевич

научный сотрудник

Хмелевской Денис Александрович

аспирант, младший научный сотрудник

Седова Нина Павловна

старший лаборант исследователь

Волкова Галина Георгиевна

старший лаборант исследователь

Корф Екатерина Андреевна, студентка, биофак СПбГУ

старший лаборант-исследователь

Згонникова Анна Дмитриевна, студентка, факультет ветеринарной медицины СПбГАВМ

старший лаборант