Структурные основы белоксинтезирующего аппарата Candida albicans

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-64-47041

НазваниеСтруктурные основы белоксинтезирующего аппарата Candida albicans

Руководитель Рогачев Андрей Вячеславович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №47 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации (междисциплинарные проекты)»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика

Ключевые слова белок, РНК, антибиотик, структурная биология, Криоэлектронная микроскопия, Рентгеноструктурный анализ

Код ГРНТИ34.17.05

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Одним из наиболее распространенных патогенов человека является Candida albicans –вид дрожжеподобных грибов, вызывающий заболевания кожи, слизистых оболочек, различных органов и систем человека и животных. Штаммы C. albicans выделяются у 80% индивидуумов, при этом многие носители не страдают от присутствия этого микроорганизма. Однако, при нарушении собственной микрофлоры хозяина, например, при лечении методом химиотерапии, при проведении антибиотикотерапии, а также при изменении иммунного баланса в организме хозяина, C. albicans эффективно колонизирует макроорганизм, что приводит к развитию кандидозов различной степени тяжести. Лечение возникшего кандидоза требует применения дорогостоящих препаратов и, как правило, мало эффективно из-за серьезных побочных эффектов: препараты, воздействующие на клеточные мишени C. albicans, часто воздействуют на похожие клеточные мишени в организме человека. За последние десятилетия достигнут существенный прогресс в изучении структуры и механизма белкового синтеза в клетке. Во многом успехи в исследованиях были достигнуты в результате гибридного применения подходов структурной биологии и медицинской микробиологии. Методом кристаллографии с атомным разрешением была определена структура рибосомы и нескольких рибосомных функциональных комплексов, моделирующих различные стадии белкового синтеза: инициацию, элонгацию и терминацию, когда рибосома взаимодействует с многими белковыми факторами. Последние разработки в области криоэлектронной микроскопии позволяют определить структуру рибосомы и ее комплексов с белковыми факторами с высоким разрешением и интерпретировать механизм взаимодействия и структурную организацию на молекулярном уровне. А современные методы спектроскопии ЯМР и малоуглового рассеяния позволяют исследовать структуру и динамику биомолекул в растворе – естественной (нативной) среде живых организмов. Данные, полученные этими биофизическими методами создали основу для моделирования в трехмерном пространстве биохимических реакций, протекающих при белковом синтезе. Комплексные знания о структуре рибосомы и других молекулярных составляющих аппарата трансляции позволяют изучать регуляцию этих процессов посредством небольших молекул, например: антибиотиков. Это обуславливает важность расширения данных знаний в области изучения патогенных организмов и поиска специфических различий в организации аппарата белкового синтеза патогенных организмов. В рамках данного проекта методами структурной биологии планируется изучение компонент аппарата синтеза белка с атомарным разрешением и выявление специфических молекулярных механизмов обеспечивающих патогенность C. albicans. Полученная информация о структурных особенностях строения рибосомы и факторов регуляции трансляции C. albicans позволит исследовать специфичность свойств патогена, взаимоотношения его с организмом человека, откроет возможность для разработки высокоселективных антибиотиков, обладающих низкой токсичностью для человека.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Y. Zgadzay, O. Kolosova, A. Stetsenko, K. Usachev, Sh. Validov, A. Rogachev, A. Guskov, M. Yusupov Structure of the 80S ribosome from Candida albicans revealed by integrative structural biology approach Acta Crystallographica, Acta Cryst. (2021). A76 (год публикации - 2021)

2. Marina Volkova, Anastasia Atamas, Alexey Tsarenko, Andrey Rogachev and Albert Guskov Cation Transporters of Candida albicans—New Targets to Fight Candidiasis? Biomolecules, Biomolecules, 2021, 11, 584 (год публикации - 2021)
10.3390/biom11040584

3. Yury Zgadzay, Olga Kolosova, Artem Stetsenko, Cheng Wu, David Bruchlen, Konstantin Usachev, Shamil Validov, Lasse Jenner, Andrey Rogachev, Gulnara Yusupova, Matthew S. Sachs , Albert Guskov, Marat Yusupov E-site drug specificity of the human pathogen Candida albicans ribosome SCIENCE ADVANCES, Vol 8, Issue 21, eabn1062 (год публикации - 2022)
10.1126/sciadv.abn1062

4. A.А. Атамас, А.И. Гуськов, А.В. Рогачев Структурное исследование рибосомы Candida auris Вестник Московского университета. Серия 16. Биология, Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2023;78(3S):47-50 (год публикации - 2023)
10.55959/MSU0137-0952-16-78-3S-8

5. Anastasia Atamas, Olga Kolosova, Yury Zgadzay, Artem Stetsenko, Andrey Rogachev, Lasse Jenner, Albert Guskov, Marat Yusupov Mefloquine binding to the eukaryotic ribosome European Biophysics Journal, Eur Biophys J 52 (Suppl 1), 1–220 (2023) (год публикации - 2023)
10.1007/s00249-023-01668-7

6. Volkova M., Atamas A., Rogachev A. Bioinformatic analysis of the ribosomal proteins from the different strains of Candida fungi 14-я международная школа молодых ученых (22–26 мая 2023 г., Новосибирск, Россия); Тезисы докладов / Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Федер. исслед. центр Ин-т цитологии и генетики. – Новосибирск, ИЦиГ СО РАН, 2023, 14-я международная школа молодых ученых, тезисы докладов, 51, 2023 (год публикации - 2023)
10.18699/SBB-2023-51

Публикации