Лаборатория изотопных исследований

Лаборатория изотопных исследований
Заведующий лабораторией докт.хим.наук Брусков Вадим Иванович.
В.И.Брусков родился в г. Калинине в 1939 г. В 1962 г. окончил физический факультет МГУ,
получив специализацию на кафедре биофизики. Дипломная работа, выполненная под руководством
зав. кафедрой проф.Блюменфельда, касалась использования ядерного магнитного резонанса в
биологических исследованиях. С 1964 по 1967 гг. – аспирант Института кристаллографии АН СССР. В
1968 г. защитил кандидатскую диссертацию, которая была посвящена электронно-микроскопическому
исследованию структуры рибосом. С 1967 г. работал в Институте биологической физики АН СССР, где
организовал изотопный кабинет. Прошел путь от младшего до ведущего научного сотрудника. В 1990
г. защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора химических наук на тему: "Модельные
системы белково-нуклеинового узнавания". С 1997 г. заведует лабораторией изотопных исследований
ИТЭБ РАН. С 1993 г. – профессор Пущинского ГУ, Учебный центр биофизики и биомедицины ИТЭБ
РАН, магистерская программа "Биофизика". Читает курс лекций по темам: физико-химические основы
радиационных процессов, окружающая радиационная среда, радиационная безопасность,
радиоэкология.
Сфера научных интересов: молекулярные механизмы мутагенеза, повреждения ДНК,
активные формы кислорода, старение, ошибки биосинтеза нуклеиновых кислот, белковонуклеиновое узнавание.
Состав лаборатории:
Исследовательская группа: руководитель - докт. хим.наук Вадим Иванович Брусков,
тел. (0967) 739-497, (095) 923-74-67 доб. 207, эл.почта: [email protected]; v
[email protected]; н.сотр., канд.биол.наук Анна Максимовна Усачева, тел. (0967) 739-497);
н.сотр. Анатолий Викторович Черников, тел. (0967) 739-497, эл.почта:
[email protected]; мл.н.сотр. Максылык Каирбекович Масалимов, тел.
(0967)739-497, (0967) 739-389; мл.н.сотр. Виолетта Сергеевна Богатова, тел. (0967) 739-389;
ст.лаб. Сергей Владимирович Гудков, тел. (0967)739-497.
Группа ЯМР: руководитель группы – вед.н.сотр., докт.физ.-мат.наук, проф. ПущГУ
Виктор Павлович Кутышенко, тел. (0967) 739-226, эл. почта: [email protected];
ст.н.сотр., канд.физ.-мат.наук Владимир Сергеевич Христофоров, тел. (0967) 739-226;
научн.сотр. Дмитрий Анатольевич Прохоров, тел. (0967) 739-226
Сервисная группа радиоизотопных исследований – гл. спец-т подразделения Анна
Анатольевна Хуртина, тел. (0967) 739-431; гл. спец-т подразд. Валерий Александрович
Курбатов, тел. (0967) 739-431; техн. Надежда Васильевна Федорова, тел. (0967) 739-431;
Группа калориметрии: руководитель – ст.научн.сотр. Виктор Иванович Емельяненко,
тел. (0967) 739-136, эл. почта: emekyanenko@venus iteb serpukhov.su; н.сотр. Светлана
Михайловна Кузнецова, тел. (0967) 739-136; лаб. Галина Иосифовна лисина, тел. (0967) 739236.
Групповой портрет сотрудников лаборатории:
1 ряд (слева направо): Лисина Г.И., Федорова Н.В., Хуртина А.А.
2 ряд (слева направо): Богатова В.С., Кузнецова С.М., Масалимов Ж.К., Христофоров В.С.,
Черников А.В., Кутышенко В.П., Курбатов В.А.
(слева направо): Кузнецова С.М., Лисина Г.И., Богатова В.С., Хуртина А.А., Федорова Н.В.
Основные направления исследований:
Исследовательская группа (руков. В.И.Брусков).
- Образование активных форм кислорода и повреждения ДНК под действием тепла.
- Роль антиоксидантной защиты клеток и образование 8-оксигуанина – биомаркера
повреждения ДНК активными формами кислорода в старении клеток и тканей (В.И.Брусков,
А.М.Усачева, А.В.Черников, Ж.К.Масалимов, В.С.Богатова).
- Исследование молекулярных механизмов образования в растворах и биологических
жидкостях активных форм кислорода, азота и других веществ под влиянием факторов среды
(тепла, света и других воздействий).
Группа ЯМР (руков. В.П.Кутышеко).
- Исследование спиновой диффузии в белках и белковых ассоциатах.
- Исследование свойств лекарственных препаратов нового пколения с заданной
биологической активностью на основе интерлейкинов и интерферонов.
- Исследование метаболизма микроорганизмов.
- Сравнительное исследование структурно-функциональных свойств С-концевых мутантных
аналогов (В.П.Кутышенко, В.С.Христофоров).
Основные результаты исследований
-Впервые показаны неоднозначные кодовые свойства 8-оксо-ГТФ при биосинтезе
РНК в РНК-полимеразной системе, исследованы теоретически возможные молекулярные
механизмы его неоднозначных кодовых свойств, показано мутагенное действие
модифицированного нуклеозида 8-оxo-dCuo на бактерии без уменьшения их выживаемости.
- Получены данные об индуцируемом теплом образовании 8-оксогуанина в
гуаниловых нуклеотидах и участии синглетного кислорода в этом процессе.
- Получены моноклональные антитела к 8-оксогуанину и разработаны
иммуноферментные методы его определения.
- Получены данные об индуцируемом теплом образовании активных форм кислорода
в растворах под действием тепла и 8-оксогуанина в ДНК, биомаркера повреждения ДНК
активными формами кислорода. Установлены ключевые звенья в процессе образования
активных форм кислорода в воде и водных растворах под действием тепла.
- Разработан метод исследования структурно-динамических свойств глобулярных
белков в ненативных состояниях. Показано, что в водно-белковых ассоциатах энергия с
белка может передаваться на воду.
- Определены ростовые характеристики, идентифицированы все основные и
большинство минорных метаболитов. Создана методика идентификации различных
изотопомеров 2Н и 13С по спектрам протонного магнитного резонанса. Исследовано влияние
тяжелой воды на ростовые характеристики и на появление в среде различных
дейтероизотопомеров. Показана возможность изучения симбиоза методом ЯМР.
-Показано, что точечные мутации в С-концевой части IFN- человека не вносят
заметных изменений во вторичную структуру белка и не оказывают влияния на образование
димеров, но в то же время приводят к изменению рецепторносвязывающей способности и
антивирусной активности гамма-интерферона.
Прикладные работы
- В лаборатории разработаны сравнимые по чувствительности более дешевые и
конкурентноспособные методы иммуноферментного анализа для определения 8-оксогуанина
(8-ОГ) в целой ДНК на основе моноклональных антител к 8-ОГ, моноклональных антител +
8-ОГ,полученных в результате совместной работы с лабораторией радиационной
молекулярной биологии (А.И.Газиев) и Институтом биофизики клетки РАН.
Иммуноферментные методы определения 8-оксогуанина в ДНК позволяют проводить
массовые анализы многих образцов, что недоступно при применении других методов. Эти
методы перспективны как для проведения фундаментальных исследований, так и, после
соответствующей доработки, для медицинских и экологических целей.
- Разработан высокочувствительный метод определения перекиси водорода, как
наиболее долгоживущей из активных форм кислорода, с помощью усиленной
хемилюминесценции в системе люминол-параиодофенол-пероксидаза с количественной
регистрацией величины хемилюминесценции жидкостным сцинтилляционным счетчиком
для измерения бета-излучения, работающим в режиме счета одиночных фотонов.
Чувствительность метода позволяет определять концентрации около 1 нМ и в количестве
около 10 пикомоль в образце.
- Для определения 8-оксогуанина – биомаркера повреждения ДНК реактивными
формами кислорода, впервые использован метод хемилюминесцентного
иммуноферментного анализа. Этот метод перспективен как для проведения
фундаментальных исследований, так и в дальнейшем после дополнительной доработки для
медицинской диагностики некоторых патологий и оценки профессиональной пригодности
человека для работы в повышенных стрессовых условиях.
- Разработан метод получения различных D-изотопомеров этанола, ацетата, сукцината
и др.
Основные наиболее значимые публикации:
1. Брусков В.И., Газиев А.И., Малахова Л.В., Манцыгин Ю.А., Моренков О.С.
Моноклональные антитела к 8-оксо-2-дезоксигуанину (8-гидроксигуанозину) биомаркеру повреждения ДНК активным формами кислорода 1996). Биохимия, т.61, 757764.
2. Полтев В.И., Шулюпина Н.В., Брусков В.И. Молекулярные механизмы правильности
биосинтеза нуклеиновых кислот. Компьютерное изучение роли полимераз в образовании
неправильных пар модифицированными основаниями. (1996). Мол.биол. т.30, 1284-1298.
3. Полтев В.И., Шулюпина Н.В., Брусков В.И. Молекулярные механизмы правильности
биосинтеза нуклеиновых кислот. Сравнение расчетных и экспериментальных данных.
(1998). Мол. биол. т.32, 277-285.
4. Брусков В.И., Масалимов Ж.К., Усачева А.М. Определение 8оксогуканина в ДНК
методом хемилюминесцентного иммуноферментного анализа. (1999). Биохимия, т.64, 94100.
5. Bruskov V.I., Malakhova L.V., Masalimov Zh.K., Chernikov A.V. Heat-induced formation of
reactive oxygen species and 8-oxoguanine, a biomarker of the damage to DNA by reactive
oxygen species. Nucleic Asids Res. (2001 in press).
6. Bruskov V.I., Malakhova L.V., Masalimov Zh.K., Chernikov A.V. Heat-induced formation of
reactive oxygen species and 8-oxoguanine, a biomarker of the damage to DNA by reactive
oxygen species. Nucleic Asids Res. 30, 1354-1363.
7. Брусков В.И., Масалимов Ж.К., Черников А.В. Образование активных форм кислорода в
воде под действием тепла.// Доклады АН. 2002, Т.384. С.821-824.
8. Черников А.В., Брусков В.И. Генерация гидроксильных радикалов и других редоксактивных соединений в морской воде под действием тепла.// Биофизика 2002. Т.47.
С.773-781.
1. Victor P. Kutyshenko and Vanuel Cortijo. Water-protein interactions in molten-globula state
of carbonic anhydrase b: An NMR spin-diffusion study.// Protein Science (2000), 9: 1540-1547.
2.
A.Beldarrain, J.L.Lacomba, V. P. Kutyshenko, R.Serrano and M.Cortijo. Multidomemain
structure of recombinant streptokinase. A differential scanning calorimetry study.// Jornal of
Protein Chemistry. (2000)6 497.
3. Кутышенко В.П., Д.И.Юркевич. Идентификация частично дейтерированных
экзометаболитов при культивировании чайного гриба в тяжелой воде.// Биофизика (2000)
45, вып.6, стр.1096-1101.
4. Христофоров В.С., Кутышенко В.П., Завьялов В.П. 1Н-ЯМР-исследование
иммунорегуляторных пептидов.//Биофизика. 1997. Т.42, № 2. С.349-353.
5. Христофоров В.С., Кутышенко В.П., Абрамов В.М., Завьялов В.П. 1Н-ЯМР-исслеование
АКТГ-подобных иммунорегуляторных пептидов//Биофизика. 1997. Т.42. № 6, С.11801185.
6. Татьков С.И., Смирнова О.Ю., Цивковский Р.Ю., Кочнева Г.В., Кузьмичева Г.А.,
Христофоров В.С. и др. Мутантный гамма-интерферон человека с укороченным Сконцом и его свойства//ДАН. 2000. Т.372. № 6. С.833-835.
7. Татьков С.И., Смирнова О.Ю., Цивковский Р.Ю, Косарев И.В., Христофоров В.С.
Структурно-функциональные исследования мутантных аналогов гамма-интерферона
человека//Биофизика. 2001 (в печати).