Лаборатория молекулярного дизайна и синтеза
Лаборатория образована в 2018 г. на базе Группы биоконъюгации и Лаборатории органического синтеза. Более ранними тематическими предшественниками подразделения являлись Лаборатория химии нуклеиновых кислот, Лаборатория механизмов генной экспрессии и Группа генетической инженерии интерлейкинов
- Сайт-специфическая модификация антител и дизайн линкеров для конъюгатов антитело–препарат (ADC, antibody–drug conjugates)
- Молекулярный дизайн веществ с противовирусной активностью и исследование их механизма действия
- Природные и синтетические вещества с антибиотической активностью: структура, биосинтез, механизм действия, химическая модификация
- Олигонуклеотидные конъюгаты для диагностики терапии: ДНК-зонды, аптамеры, ДНК-наноструктуры
- Флуоресцентные красители и фотосенсибилизаторы: дизайн, спектральные и фотофизические/фотохимические свойства, биологическая активность, конъюгаты с биомолекулами
- Масс-спектрометрические метки
Сайт-специфическая модификация антител и дизайн линкеров для конъюгатов антитело–препарат (ADC, antibody–drug conjugate):
- Разработан метод получения гомогенных ADC (10.3390/ijms252413356)
- Разработаны методы модификации антител по углеводным остаткам флуоресцентными красителями (10.1134/S1068162021050332, 10.3390/ijms222312845, 10.3390/molecules28010425) и цитостатическими препаратами (10.3390/ijms24065134)
- Обзор по методам введения карбонильных групп в антитела (10.3390/molecules28237890)
Молекулярный дизайн веществ с противовирусной активностью и исследование их механизма действия:
- Антивирусная активность производных перилена связана с их мембраноактивностью и способностью к фотогенерации синглетного кислорода (10.3390/ijms242216483, 10.3390/molecules28176278, 10.1016/j.virusres.2023.199158, 10.1016/j.antiviral.2022.105508). Повреждение ненасыщенных липидов мембран оболочечных вирусов нарушает их способность к слиянию с мембраной клетки. Такой же механизм противовирусного действия реализуется для галогенпроизводных красителей BODIPY (10.1021/acsami.4c17482)
- Обзоры по механизму противовирусной активности нуклеозидных производных (10.3390/cimb45080433), противовирусным фотосенсибилизаторам (10.3390/ijms24010188, 10.3390/molecules26133971), противовирусной активности производных перилена и гиперицина (10.1016/bs.armc.2022.08.001)
- Антивирусная активность в отношении широкого спектра оболочечных вирусов изучалась ранее для серий производных перилена – как нуклеозидных (10.3390/ph15101178, 10.1016/j.antiviral.2017.11.018, 10.1099/jgv.0.000991, 10.1016/j.ejmech.2018.05.040, 10.1016/j.ejmech.2017.06.014, 10.1039/C5MD00538H, 10.1128/JVI.02882-12, 10.1073/pnas.101002610, 10.1023/A:1023936516589), так и ненуклеозидных (10.3390/ph15101178, 10.1134/S1068162020030139, 10.1016/j.bmcl.2020.127100, 10.1016/j.ejmech.2019.03.029, 10.1039/c9ra06313g, 10.1016/j.antiviral.2017.11.018, 10.1099/jgv.0.000991). Выяснено, что противовирусная активность не коррелирует с нуклеозидной природой вещества
Природные и синтетические вещества с антибиотической активностью: структура, биосинтез, механизм действия, химическая модификация:
- Установлена структура новых природных антибиотиков: липо(глико)пептидов гауземицинов (10.1021/acs.jnatprod.3c00612, 10.1002/anie.202104528), поликетидов 6-гидрокситетраценомицина X (10.1016/j.biochi.2021.09.014), O4-метил-тетраценомицина C (10.1016/j.biochi.2022.10.016), изоирумамицина (10.1016/j.tetlet.2019.04.051), астолидов (10.1016/j.tet.2018.11.015); обнаружены гомологи липодепсипептидов антимицинов (10.3390/microorganisms8121948); установлено, что флуоресценция гауземицинов обусловлена присутствием редкой аминокислоты – хлоркинуренина (10.1007/s00726-018-2642-3); установлена идентичность выделенных в конце 1950-х гг кристалломицинов открытым позже липопептидам аспартоцинам (10.1039/C8MD00002F)
- Установлен путь биосинтеза ирумамицина (10.3390/antibiotics13121167) и гауземицинов (10.1002/anie.202104528)
- Обнаружен оригинальный путь фрагментации двухзарядных ионов циклоспоринов и изоциклоспоринов в масс-спектрометрии (10.1016/j.talanta.2020.121930)
- Обзоры по визуальному профилированию механизма антибактериальных агентов (10.1002/bab.2681), сенсингу взаимодействия антибиотиков с бактериями (10.3390/antibiotics12081340), о современных тенденциях в открытии новых природных антибиотиков (10.3390/life13051073), по продуцентам антибиотиков, ассоциированным с насекомыми (10.3390/biology11111676), антибиотикам из экстремофильных микромицетов (10.1134/S1068162020060023), нафтохиноновым полиольным макролидам (10.1007/s11172-019-2506-3), химическим элиситорам биосинтеза антибиотиков (10.3390/microorganisms6020052), амикумацинам и родственным соединениям (10.1016/B978-0-444-64068-0.00012-7)
- Изучена продукция антибиотиков назальной микробиотой свиньи (10.1134/S1068162024020237)
Олигонуклеотидные конъюгаты для диагностики терапии: ДНК-зонды, аптамеры, ДНК-наноструктуры:
- С помощью биоортогональной Cu(I)-катализируемой клик-реакции азидов и алкинов получены конъюгаты аптамеров с цитостатическим агентом MMAE на ферментативно-расщепляемом линкере; состав конъюгатов 1:1, 2:2, 1:3, 3:1 (10.3390/pharmaceutics16111434), а также [18F]-производное аптамера для позитронный эмиссионной томографии (10.3390/molecules28010294)
- На основе алифатических полиазидов с помощью клик-реакции получены разветвленные олигонуклеотидные конъюгаты (10.1021/acs.bioconjchem.7b00462, 10.1016/j.tet.2016.03.051) и ДНК-наноструктуры (10.1021/acs.langmuir.0c02696, 10.1039/c2cc37547h)
- Как с помощью клик-реакции, так и с помощью модифицирующих амидитов и носителей получены различные флуоресцентные ДНК-зонды и использованы для ПЦР в режиме реального времени (10.1134/S1068162021030055, 10.1007/978-1-0716-0138-9_3, 10.1016/j.talanta.2018.10.043, 10.1016/j.mcp.2016.10.003, 10.1039/C6AY01304J, 10.1039/C4AN00081A, 10.1007/s00216-012-6114-4)
- Изучена эксимерная флуоресценция пирена (10.1021/acs.analchem.0c00270, 10.1021/acs.joc.7b01451, 10.1023/B:RUCB.0000030825.05631.40, 10.1002/cbic.200300678, 10.1080/07328319908044632, 10.1016/S0956-5663(98)00041-4) и 1-фенилэтинилпирена (10.1016/j.tet.2017.04.045, 10.1021/bc1005027, 10.1039/C0CC03026K, 10.1002/chem.200800380, 10.1002/chem.200801077, 10.1007/978-1-60327-411-1_13, 10.1021/bc700280h, 10.1016/j.mrfmmm.2006.02.007) в ДНК-зондах и ДНК-дуплексах
Флуоресцентные красители и фотосенсибилизаторы: дизайн, спектральные и фотофизические/фотохимические свойства, биологическая активность, конъюгаты с биомолекулами:
- Изучены спектральные взаимодействия цианиновых красителей sCy3 и sCy5 в линкерах (10.3390/molecules30010057)
- Для красителей BODIPY обнаружена и изучена флуоресценция в газовой фазе (10.1016/j.dyepig.2024.112366); для бром- и иодпроизводные BODIPY обнаружена высокая противовирусная активность (10.1021/acsami.4c17482)
- Синтезированы оксиаминовые производные флуоресцентных красителей и использованы для мечения антител (10.3390/ijms222312845, 10.3390/molecules28010425) и получения трейсеров для анализа стероидных гормонов с помощью поляризационного иммуноанализа (10.1134/S1068162024010060)
- Синтезированы разнообразные производные цианиновых (10.1016/j.biochi.2022.09.015, 10.1002/pmic.201200393, 10.1002/ejoc.200701190, 10.1007/s11172-006-0230-2) и ксантеновых (10.1002/0471142700.nc0455s52, 10.1021/jo202229t, 10.1021/bc900037b, 10.1021/bc7001874) флуоресцентных красителей
Масс-спектрометрические метки:
- Разработаны тритил-акридиновые масс-метки и применены для анализа антибиотиков с аминогруппой (10.1021/acs.jnatprod.3c00612, 10.1134/S1068162016060078, 10.32607/20758251-2016-8-3-128-135), аминов (10.1039/C5AN02642C, 1568026615666150330110131) и тиолов (10.1039/C7AY01965C)
- На основе тритильных соединений (10.1039/B008900L) разработаны масс-спектометрические метки (10.1039/B504913J, 10.1055/s-2005-872703, 10.1039/B810600B) и предложен метод детекции однонуклеотидного полиморфизма с помощью MALDI масс-спектрометрии (10.1021/ac071291y, 10.1007/978-1-60327-411-1_21)