ЛАБОРАТОРИИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ АНТИОКСИДАНТОВ

Лаборатории комплексной оценки антиоксидантов

Заведующий - д.х.н. Мисин Вячеслав Михайлович

Телефон: (495) 939-74-09; Эл. почта: misin@sky.chph.ras.ru

 

В.М. Мисин закончил МИТХТ им. М.В. Ломоносова (1969 г.). Кандидат химических наук (МИНХ и ГП, 1979 г.), доктор хим. наук (ИХФ АН СССР, 1989 г.). Работал в ИХФ АН СССР / РАН, начиная с 1969 г., до перехода в ИБХФ РАН. Работает в ИБХФ РАН с момента основания института в 1996 г. Закончил Исследовательский центр школы менеджеров «Теопракт» со стажировкой за рубежом (1990 г.).

Член Всесоюзного научного совета по химии и технологии смазочных материалов Государственного комитета по науке и техники СССР (1976 г.). Член Всесоюзного научного совета по основным направления развития науки и технологии легкой промышленности Государственного комитета по науке и техники СССР (1989 г.). Член Специализированных советов по присуждению ученых степеней доктора наук (ИБХФ РАН, 1990 г.), ИФХЭ РАН (с 2010 г. по настоящее время). Заслуженный изобретатель СССР, награжден Грамотой РАН (1999 г.). Области научных интересов - химическая физика; антиоксиданты; биоантиоксиданты; мономеры, олигомеры, полимеры и материалы со специальными свойствами; экология.

 

Основные направления исследований

  • Изучение кинетических свойств природных и синтетических антиоксидантов в различных модельных системах;
  • Скрининговые исследования содержания антиоксидантов в пищевые продуктах, БАДах, экстрактах растений;
  • Создание и валидация методов контроля содержания и активности антиоксидантов в объектах для промышленности и медицины
  • Практическое применение синтетических антиоксидантов в различных объектах и технологиях;
  • Разработка нормативной документации в области «антиоксиданты»;
  • Создание новых веществ и материалов со специальными свойствами; исследование их морфологии и строения;
  • Разработка новых, экологически эффективных технологий.

 

Процессы окислительной деструкции органических соединений в живых и неживых системах сопровождаются нарушением функциональных свойств материалов и систем (продукты питания, косметические средства, лекарства, полимерные материалы), образованием токсичных продуктов, приводят к болезням и старению организмов. В связи с этим потребовалось проведение системных исследований этих процессов и разработку рекомендаций, позволяющих замедлять или прекращать такие процессы. Появился термин, означающий данный класс соединений, предназначенных для подавления процессов окисления: «антиокислители» или, позже, «антиоксиданты». Четкие представления о сути терминов «антиоксиданты», «концентрация антиоксидантов», «антиоксидантная активность», «антирадикальная активность», применяемых при исследовании in vitro кинетики процессов окисления разнообразных органических соединений, возникли ещё в 50-х годах прошлого столетия. Исследования продолжаются. Имеется большое количество используемых методов и методик оценки содержания и свойств антиоксидантов. К сожалению, предлагаемые методы измерений, термины и единицы измерений зачастую не корректны. Сравнительная оценка и использование измеренных величин даже внутри одной методики бывает неоднозначной. Тем более затруднительно сравнение результатов измерений по различным методикам, даже если они имеют одинаковую физико-химическую основу. По этой причине зачастую отсутствует понимания результатов измерений всеми заинтересованными сторонами: производителями, продавцами и потребителями продукции, содержащей антиоксиданты.

Для получения реальной и объективной оценки величин содержания и активности антиоксидантов, а также для сравнения этих величин в различных объектах необходимо: наличие единой системы показателей (терминологии), общепринятых единиц измерений, корректных методик. В свою очередь это требует разработку соответствующих регламентирующих нормативных документов, например, национальных стандартов. Такая работа является одним из направлений работ лаборатории. Другими важными направлениями являются применение антиоксидантов в различных процессах и материалах, а также проведение сравнительных измерений свойств антиоксидантов в разнообразных сложных природных объектах (напитки, лекарственные растения, фрукты и др.) с применением различных методик.

Значимыми направлениями работ лаборатории являются работы в области экологии по разработке и внедрению новых «чистых» технологий, а также работы по созданию для медицины и техники новых материалов со специальными свойствами.

Коллектив лаборатории приглашает к взаимовыгодному сотрудничеству предприятия пищевой, фармацевтической, косметической и других отраслей промышленности.

 

Состав лаборатории

Мисин Вячеслав Михайлович - зав. лаб., д.х.н.;

Сажина Наталья Николаевна – с.н.с., к.ф.-м.н.;

Волков Владимир Анатольевич – н.с., к.х.н., помощник депутата Госдумы ФС РФ;

Майоров Евгений Владиленович - н.с.;

Ордян Артур Евгеньевич – м.н.с;

Завьялов Антон Юрьевич - м.н.с;

 

Избранные публикации

 

Бурлакова Е.Б., Мисин В. М., Храпова Н.Г., Завьялов А. Ю. Антиоксиданты. Термины и определения М.: РУДН, 2010. - 63 с.

 

Khrapova N.G., Skibida I.P., Misin V. M.  The kinetic characteristics of natural antioxidants in vegetable oils // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2010. Т. 4. № 3. С. 492-496.

A. Volkov, A. N. Volkov, V. M. Misin. Kinetic characteristics for reactions of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl with some natural phenolic antioxidants in ethanol // Russian Chemical Bulletin. 2014. Vol. 63, Issue 9. P. 2013-2019.

Мисин В. М., Сажина Н.Н., Вандышев В.В., Хомик А.С.  Сравнительный анализ содержания антиоксидантов и уровня их активности в соках суккулентных растений, измеренных амперометрическим и вольтамперометрическим методами // Вопросы биол., медиц. и фармацевтич. химии 2010. № 12. С. 3-7.

 

Мисин В.М., Сажина Н.Н., Завьялов А.Ю.  Сезонная динамика изменения содержания антиоксидантов фенольного типа в листьях подорожника и одуванчика // Химия растительного сырья. 2010. № 3. С. 103-106.

 

Volkov V.A., Pakhomov P.M., Sazhina N.N., Misin V.M.  Content and activity of low-molecular antioxidants in food and medicinal plants // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2010. V. 4. N. 4. P. 676 – 679.№ 4.

 

Misin V.M., Sazhina N.N., Zav’alov A.Yu. Antioxidant properties of berry, fruit and vegetable juice mixes investigated by amperometric method // Oxidation Communications. 2013. V. 36. № 2. Р. 236-240.

 

Belostotskaja I.S., Burlakova E.B., Misin V.M., Nikiforov G.A., Khrapova N.G., Shtol'ko V.N.  On the Effect of Substitutes on Phenol Toxicity // Chemistry and Physics of Modern Materials. Processing, Production and Applications. Editors: J.N. Aneli, A. Jimenez, S. Kubica. Apple Academic Press, Toronto New Jersey. 2013. Chapter 21.

 

Volkov V.A., Misin V.M.  The Kinetic DPPH-Method of Antiradical Activity Analysis of the Materials of Plant Origin // Materials Science Analysis and Performance of Engineering Materials. Key Research and Development. Editor: Gennady E. Zaikov, DSc. 2015 Chapter 16.

 

Misin V.M., Fedorova L.S.  New desinfectant and fiberous materials based on it // Rare Metals. 2009. V.28. Iss. 10. Р. 600-603.

 

Мисин В.М., Майоров Е.В. Метод очистки поверхностных стоков от ионов тяжелых металлов с использованием волокнистых хемосорбентов // Вода: химия и экология. 2010. № 8. С. 10-15.

 

Дюмаев К.М., Никулин С.С., Корнехо Туэрос Х.В., Пояркова Т.Н., Мисин В.М.  Экологические и экономические аспекты внедрения полимерных коагулянтов в процесс выделения промышленных эмульсионных каучуков // Вода – химия и экология. 2013. № 5. С. 40-44.

 

Мисин В. М., Черкашин М.И.  Твердофазная полимеризация мономеров с сопряженными ацетиленовыми группами // Успехи химии. 1985. Т.54. №6. С. 956-1008.

 

Shklover V.E., Gerr R.G., Struchkov Y.T., Oskina O.Y., Misin V.M., Cherkashin M.I.  Solid-state Polymerisation of Diacetylenes. 2 Crystal and Molecular-Structure of 1,8-Bismethacryloyloxyoctadiyne-3,5 // Zeitschrift fur Kristallographie. 1990. V.190. Iss 1-2. S. 1-5.

 

Misin V.M., Glagolev N.N., Misin M.V. Polyphenyldiacetylenes. Thermostability and Coke Formation Ability. // Oxidation Communications. 2011. V. 34. № 4. Р. 888-899.

 

Мисин В.М., Захаров А.С., Кривандин А.В., Шаталова О.В., Золотаревский В.И., Набок А.А. Морфология резиновой крошки регенерата, полученного на взрывоциркуляционной установке // Наноматериалы и нанотехнологии. 2012. №3. С. 45-54.

 

Публикации сотрудников лаборатории комплексной оценки антиоксидантов за 2015 год (зав. лаб. В.М. Мисин)

опубликованные статьи (русские журналы) - 4 статьи:

  1. В.А. Волков, В.М. Мисин Кинетика взаимодействия антиоксидантов ряда пищевых и лекарственных растений со стабильным радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 1. С. 48-54.

  2. Н.Н.Сажина, П.В. Лапшин, Н.В. Загоскина, В.М. Мисин Сравнительное изучение антиоксидантных свойств экстрактов различных видов алое // Химия растительного сырья. 2015. №2. С. 12-15.

  3. В.М. Мисин, Е.Б. Бурлакова, В.А. Волков, А.Ю. Завьялов Необходимость разработки национального стандарта в области «антиоксиданты» // Вопросы обеспечения качества лекарственных средств. 2014. №4. С. 6-15.

  4. Филимонова О. Н., Никулин С. С, Мисин В. М., Карманова О. В. Исследование динамики процесса взаимодействия малеиновой кислоты с отходами производства стирола // Прикладная аналитическая химия. 2015. №1. С. 22-30

опубликованные статьи (иностранные журналы) - 1 статья:

  1. V.M. Misin, S.S. Nikulin, I.N. Pugacheva Design of Fibrous Composite with the Use of Latex Butadiene-Styrol Rubber // The Open Industrial & Manufacturing Engineering Journal 2015. V.3. Issue 2. P. 32-36.

опубликованные статьи в монографиях, сборниках трудов – 8 статей;

  1. V. A. Volkov, V. М. Misin The Kinetic DPPH-Method of Antiradical Activity Analysis of the Materials of Plant Origin // Materials Science. Analysis and Performance of Engineering Materials. Key Research and Development. Ed.: G.E. Zaikov, DSc. Apple Academic Press Inc. 2015 Chapter 16. ISBN: 978-1-4987-0773-2.

  2. V.M. Misin, .S. Nikulin, I.N. Pugacheva Cellulose-based textile waste treatment into powder-like fillers for emulsion rubbers // Engeneering Textiles. Ed.: A.A. Berlin, R. Joswik, N.I. Vatin, G.E. Zaikov, A.K. Haghi,. 2015. Chapter 2. P. 58-62. ISBN 978-1-77188-078-7.

  3. O.N. Filimonova, S.S. Nikulin, V.M. Misin, O.V. Karmanova Investigation of the dynamics of interaction maleic acid and wastes from the production of styrene // Monomers, polymers and composites. Theory and practical applications. Today, Tomorrow, Perspectives. Institute for Engineering of Polymer Materials and Dyes, Torun, Poland. 2015 V. 1. Ed. by O.V. Stoyanov, E. Kicko-Walczak, G.E. Zaikov. P. 19-36.

  4. Мисин B.M., Захаров A.C., Набок A.A., Арянин А.Г., Никулин С.С. «Зеленая» технология утилизации шин. Свойства полученного регенерата // Тр. XIX межд. научно йпрактич. конф. "Высокие технологии в индустрии". 14-15 мая 2015, С-Пб, Россия. Т. 2. С. 46-49. ISBN 978-5-7422-4882-8.

  5. В.А. Волков, А.Е. Ордян, В.М. Мисин, Е.Б. Бурлакова Необходимость единых требований к терминологии и измерениям антиоксидантов в пищевых продуктах и биологически активных добавках // Качество и экологическая безопасность пищевых продуктов и производств: материалы Междунар. науч. конф. с элементами научной школы для молодежи. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2015. - 254 с. - С. 3 - 9.

  6. О.М. Цивилева, А.Н. Панкратов, OA. Цымбал, Н.А. Юрасов, В.М. Мисин, А.Ю. Завьялов, Д.О. Дойкова, В.А. Волков Усиление антиоксидантных свойств лекарственных макробазидиомицетов под влиянием условий культивирования // Тр. IX межд. конф. "Биоантиоксидант". 29 сент. -2 окт. 2015, Москва, Россия. Изд-во РУДН 2015. С. 148-158. ISBN 978-5-209-06723-8.

  7. В.А. Волков, Н.Н. Сажина, И.Н. Попов, А.Е. Ордян, В.М. Мисин Стехиометрия ингибирующего действия антиоксидантов в различных модельных системах // Тр. IX межд. конф. "Биоантиоксидант". 29 сент. -2 окт. 2015, Москва, Россия. Там же. С. 43-50. ISBN 978-5-209-06723-8.
  1. В.А. Волков. Синергизм и антагонизм антиоксидантов, Десятые Юбилейные Курдюмовские чтения: материалы международной научной конференции с элементами научной школы для молодежи, Тверь, Тверской гос. университет, 2015ю-Ч.1.-196с.- С.176-179.

ЛАБОРАТОРИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ГЕНЕТИКИ

Лаборатория теоретической генетики

Заведующий - д.б.н. Васильева Светлана Васильевна

Телефон: ( 495) 939-72-93.

 

     С.В. Васильева – выпускница МГУ им. Ломоносова  (1961) и аспирантуры МГУ им. Ломоносова ( 1969), кандидат биол. наук ( 1969, научные руководители – д.б.н., проф. чл.-корр. РАН И.А. Рапопорт и д.б.н., проф. Ю.Т. Дьяков ), доктор биол. наук ( 1985), заслуженный деятель науки РФ (2004 г.). Работает в ИБХФ РАН с момента основания института в 1996 г., до этого времени работала в ИХФ АН СССР (РАН, начиная с 1965г.).  Области научных интересов:

 – молекулярные механизмы и генетической контроль  ДНК- репарационных процессов при моно- и суммарном воздействии in vivo и  in vitro химических соединений различных классов, включая природные газотрансмиттеры - мессенджеры NO и  H2S; генетические  и физико-химические основы их взаимодействия;

– фундаментальные механизмы регуляции формирования и дисперсии  биопленок антибиотикорезистентности и перспективы их использования в практике;  

– поиск и генетическое исследование новых кристаллических доноров NO, перспективных  для фундаментальной  науки, практической  биотехнологии и медицины.

 

Основные направления исследований

  • молекулярная генетика;
  • генетической контроль репарации ДНК;
  • интерференция альтернативных ДНК- репарационных процессов;
  • механизмы трансдукции сигналов  газотрансмиттерами;
  • химия формирования малых нитрозотиолов- мессенджеров  in vivo и  in vitro;
  • антиоксидантные функции NO и регуляция биопленок антбиотикорезистентности;
  • поиск новых кристаллических доноров NO- перспективных для фундаментальных и прикладных исследований в биологии и медицине.

 

Лаборатория теоретической генетики организована в 1992 году в рамках Отдела химической генетики Института химической физики им. Н.Н. Семенова АН СССР. Этот отдел был создан в 1964 году при непосредственном участии лауреата Нобелевской премии, академика Н.Н. Семенова. Более 25 лет Отделом руководил выдающийся советский генетик, первооткрыватель химического мутагенеза, Лауреат Ленинской премии, чл.-корр. АН СССР Иосиф Абрамович Рапопорт.

В лаборатории были впервые развиты такие новые научные направления как изучение молекулярно-генетических механизмов мутагенной и противоопухолевой активности соединений класса N-нитрозоалкилмочевин, онколитиков, исследование феномена интерференции альтернативных ДНК-репарационных процессов, не связанных общим генетическим контролем, взаимосвязи структуры химических соединений и функций генома. В лаборатории открыта выдающаяся роль витамина – «репарагена» пара-аминобензойной кислоты (ПАБК) в регуляции индуцибельных ДНК - репарационных процессов и поддержании стабильности клеточного генома про- и эукариот. Уникальные свойства ПАБК ныне широко используются в медицине, биотехнологии, экологии, сельскохозяйственной селекции. Большие успехи достигнуты на новом перспективном направлении – изучении генетической активности сигнальной молекулы оксида азота (NO) и выявлении базовых закономерностей его полифункциональной биологической активности. Впервые на клеточном уровне установлены молекулярно-генетические механизмы цито-, генотоксической и высокой противоопухолевой активности кристаллических моно- и биядерных железо-сера нитрозильных комплексов железа (в том числе, активация различных систем репарации с индукцией одно- и двунитевых разрывов ДНК, индукция апоптоза, ингибирование ряда ключевых ферментов репарации алкилирующих повреждений ДНК как важнейшего фактора сенсибилизации клеток и др.). Формирование динитрозильных комплексов железа – необходимый этап в реализации генетической активности тетранитрозильного комплекса с тиосульфатом [Na2 [Fe2 (m-S2O3)2 (NO) 4]x 4H2O.

В 2005 году в лаборатории  открыто новое явление квази-адаптации (термин «квази–Ada» введен нами) к алкилирующим агентам – фундаментальный процесс репарации ДНК, который индуцируется NO и приводит к росту активности генов Ada-регулона и  резистентности клеток к алкилированию. Получены свидетельства функциональных преимуществ нитрози(ли)рования SH-групп цистеина в структуре регуляторного белка – хемосенсора Ada по сравнению с их алкилированием, являющегося ключевым этапом в осуществлении регуляторной функции белка. Доказано, что трансдукция генетического сигнала в квази-Ada опосредована формированием сигнальных молекул общей структуры (RS)-2 Fe+(NO+)2 как основной функциональной единицы NO ( С.В. Васильева, Е.Ю. Мошковская. Новое явление квази – адаптивного ответа к алкилирующим агентам в Escherichia coli // Генетика. 2005. Т.41. №5. С. 1-7). В лаборатории  был впервые составлен  прогноз и получены экспериментальные подтверждения индукции оксидом азота «промутагенного и проканцерогенного» ДНК SOS-репарационного ответа,  изучены генетические основы высокой мутагенной и канцерогенной активности NO.

       В ликвидации потенциально-летальных NO-индуцированных повреждений в E.coli принимают участие система эксцизионной репарации оснований и нуклеотидов ДНК и полифункциональные системы SoxRS- и OxyR.. Впервые установлено, что мишенями в трансдукции сигналов NO являются также системы SOS- репарации ДНК и Ada-ответа. Однако, пока отсутствуют данные о структурах- предшественниках и этапах формирования SOS-сигнала, а также участии рекомбинационной репарации в ликвидации потенциально летальных повреждений, вызванных NO–донорами. Изучение роли SOS- и рекомбинационной репарации ДНК как составных частей сложного комплекса путей восстановления потенциально-летальных NO-повреждений ДНК приведет к идентификации главных “суицидных” (термин T.Nakano) мишеней цитотоксического действия NO, расширит знания о молекулярных механизмах их формирования, даст начало новому научному направлению в исследованиях по целенаправленному созданию высокоэффективных NO-содержащих соединений-цитостатиков с избирательной регуляцией активности именно этих систем.

В лаборатории была экспериментально обоснована приоритетная гипотеза о новой сигнальной функции оксида азота - регуляции в условиях гипоксии экспрессии гена aidB Ada - адаптивного ответа E.coli, необходимого для защиты анаэробно растущих клеток от эндогенных продуктов алкилирования Согласно гипотезе, белок анаэробиоза Fnr[4Fe-4S]2+ является NO-мишенью и выполняет функции NO-сенсора и регулятора трансдукции сигнала. При формировании сигнала используются преимущества структуры [Fe-S] редокс- кластера белка Fnr с трансформацией химического сигнала в функциональный ответ. Были разработаны альтернативные методы анаэробного культивирования клеток; изучены закономерности экспрессии гена aidB  моно- и биядерными нитрозильными комплексами – донорами NO; получены доказательства избирательной позитивной регуляции (up -regulation) экспрессии aidB в интактных клетках в условиях гипоксии и негативной регуляции - ингибирования (down –regulation) процесса донорами NO.

На протяжении десятилетий фундаментальные закономерности молекулярно-генетических механизмов ДНК репарационных процессов  исследуются преимущественно на  детально изученных структурах клеток E.coli. Однако гомология генетических структурных элементов и их  функций, сформировавшихся  на протяжении эволюции, позволяет устанавливать закономерности, общие для всех биосистем. Так, согласно последним данным, ген aidB E.coli способен экспрессироваться в клетках человека. Он кодирует белок в 60 кДа, который является структурным и функциональным гомологом ряда ацил-коэнзим-А-дегидрогеназ человека, и его активность, по-видимому, можно контролировать с помощью NO.  Открытие тонких механизмов трансдукции NO генетического сигнала резистентности клеток к стрессам, cпособствовало выявлению молекулярно-генетических механизмов онколитической активности  кристаллических железо-сера-нитрозильных комплексов, впервые синтезированных в ИПХФ РАН. Проводится их детальное доклиническое изучение с целью создания на их основе эффективных лекарственных препаратов «мишенного действия».

Интерес к NO-донорам как регуляторам формирования биопленок антибиотикорезистентности, связан с рядом причин. Главная - накопление в анаэробных условиях избытка разнообразных NO species (NOS). Регуляторами резистентности E.coli к этим высокоактивным соединениям окислительного ряда являются системы  SoxRS[2Fe-2S] и Fnr[4Fe-4S], в основе транскрипционной активности которых - изменение структуры кластеров железо-серных белков. Изучение NO и его доноров in vivo впервые установило, что не свободный короткоживущий NO, а низкомолекулярные динитрозильные комплексы железа ДНКЖ, функционируют  как сигнальные молекулы  активации  ДНК-репарационных систем защиты от окислительного стресса, - главного сигнала запуска формирования биопленок. Детали изучения фундаментальных механизмов, лежащих в основе регуляции важнейшей проблемы современной биологии и медицины- биопленок резистентности- содержатся в нашей новейшей монографии (Васильева С.В, Стрельцова Д.А, Романова Ю.М., Толордава Э.Р. Монография «Фундаментальные науки – медицине. Биофизические медицинские технологии.». Под ред. А.И. Григорьева и Ю.А. Владимирова, 2015 г.) С. 103-134 , Изд-во «MАКС Пресс», Москва стр. 103-134. 

Состав лаборатории:

Васильева С.В., зав. лаб., д.б.н., проф.;

Бородин М.К., м.н.с.;

Лотова Ю.Д., м.н.с .

Мороков Е.С., м.н.с.;

Петрищева М.С., м.н.с.

Избранные публикации

Lobysheva, S.V. Vasilieva, I.I. M.V. Stupakova, V.D. Mikoyan, A.F. Vanin. Induction of the SOS DNA repair response in Escherichia coli by nitric oxide donating agents: dinitrosyl iron complexes with thiol-containing ligands and S-nitrosothiols // FEBS Lett. 1999. 454. 177-80

Vasilieva, S.V. SOS Chromotest methodology for fundamental genetic research // Res. Microbiol. 2002. 153(7). p. 435-40

С.В. Васильева, Е.Ю. Мошковская. Новое явление квази – адаптивного ответа к алкилирующим агентам в Escherichia coli // Генетика. 2005. Т.41. №5. С. 1-7.

С.В. Васильева, Е.Ю. Мошковская, Н.А. Санина, Т.Н. Руднева, А.В.Куликов, С.М. Алдошин. Формирование динитрозильных комплексов железа – необходимый этап в реализации генетической активности тетранитрозильного комплекса с тиосульфатом [Na2 [Fe2 (m-S2O3)2 (NO) 4]x 4H2O. //Доклады РАН. 2005. Т.402. №5. С. 1-4.

C.В. Васильева, Д.А. Стрельцова, Е. Ю. Мошковская, Н.А. Санина, С.М. Алдошин. Белок Fnr – [4Fe-4S]2+ - регулятор экспрессии гена aidB Escherichia coli при анаэробном культивировании // Доклады РАН. 2010. Т. 433(3). 1-4.

С.В. Васильева, Д.А. Стрельцова, Е.Ю. Мошковская, А.Ф. Ванин, В.Д. Микоян, Н.А. Санина, С.М. Алдошин. Обратимая NO-катализируемая деструкция железо-серного кластера фактора транскрипции белка Fnr[4Fe-4S]2+- один из путей регуляции активности гена aidB при анаэробном культивировании Escherichia coli // Доклады РАН. 2010, Т. 435(1). 112-11.

Vasilieva S.V., Strel’tsova D.A. Transcriptional regulation of the Escherichia coli Adaptive response aidB Gene – an “Emergency Gene”//J. Characterization and Develop. Novel Materials (JCDNM). 2012. V.3. № 3/4. Рp.273-281

Васильева С.В., Стрельцова Д.А., Старостина И.А., Санина Н.А. Оксид азота участвует в регуляции сборки Fe-S-кластеров белков и формировании биопленок клетками Escherichia coli// Известия РАН. Сер. Биол. 2013. №4. С. 1-7.

Васильева С.В., Стрельцова Д.А. Реконструкция Fe-S кластеров белков в Escherichia coli и формирование биопленок // Доклады РАН. 2013. Т. 448. № 4. С. 1-6.

A.F. Vanin, S.V. Vasilyeva, D.A. Streltsova, V.D. Mikoyan Vanin, A.F. EPR Characterization of Mononuclear Dinitrosyl Iron Complex with Persulfide Ligand as a New Representative of Dinitrosyl Iron Complexes in Biological Systems: an Overview // Applied Magnetic Resonance. 2014. № 45. Рр. 375-387

Vasilieva S.V., Streltsova D.A. Nitric oxide regulates biofilm formation in E. coli.//Research. 2014. 1:792.Васильева С.В, Стрельцова Д.А, Романова Ю.М., Толордава Э.Р. Монография «Фундаментальные науки – медицине. Биофизические медицинские технологии.». Под ред. А.И. Григорьева и Ю.А. Владимирова, 2015 г. Стр. 103-134 , Изд-во «MАКС Пресс», Москва.

Публикации сотрудников лаборатории теоретической генетики за 2015 год (зав. лаб. С. В. Васильева)

статьи в русских журналах:

1.Васильева С.В., Груничева Н.С., Стрельцова Д.А., Петрищева М.С. Эндо- и экзогенные регуляторы формирования бактериальных биопленок антибиотикорезистентности. Обзор,10 стр. Издательский Центр Русальянс «Сова». Междунар. Научная Конф. МДК 2015.  Наука и образование on line. www: http://EEMS- science.ru.

2.Васильева С.В., Стрельцова Д.А.Взаимодействие мессенджеров-« газотрансмиттеров» NO и Н2S в сигнальных и регуляторных процессах в бактериальной клетке. Доклады РАН, 2015. Т. 461, No. 5, pp. 599–603.

3.Vasilieva S.V., Streltsova D.A. Nitric oxide regulates biofilm formation in E. coli. «Research» (on-line open access journal). http://www.labome.org/research/Nitric-oxide-regulates-biofilm-formation-in-E-сoli.html.2015. http://dx.doi.org/10.13070/rs.en.1.792. ISSN: 2334-1009. Publisher: Labome.org. ncbi.nlm.nih.gov.

Глава в коллективной монографии:

Васильева С.В.,  Стрельцова Д.А., Романова Ю.М., Толордава Э.Р. Оксид азота- новейший инструмент в изучении генетических основ медицинских технологий. Биофизические медицинские технологии. Монография в 2-х томах;  Т.1 под ред. акад.  А.И.Григорьева и Ю.А. Владимирова.- М.: МАКС Пресс, 2015. 448 с. (103-134).

 ЛАБОРАТОРИЯ ПРОЦЕССОВ ФОТОСЕНСИБИЛИЗАЦИИ

Заведующий - д.х.н., профессор Кузьмин Владимир Александрович

Телефон: (495) 939-73-41, e-mail: vak@sky.chph.ras.ru

В.А.Кузьмин – окончил Химический факультет МГУ (1966), доктор химических наук (1979), профессор (1981), Лауреат премии Ленинского комсомола в области химии (1975), заслуженный деятель науки РФ (2014). Область научных интересов – кинетика быстрых фотохимических реакций молекул красителей и родственных соединений. Автор более 400 научных статей в области фотохимии и кинетики быстрых реакций.  

 

Основные направления исследований лаборатории

 

  • Фотохимия красителей и родственных органических соединений (цианиновые, бисцианиновые, порфириновые красители)
  • Органическая фотохимия и фотофизика гетероциклических соединений (дигидрохинолины, фуродигидрохинолины, гетероареновые азокрасители, фосфониево-иодониевые илиды)
  • Перенос энергии, перенос электрона, протона и атома водорода в фотохимии
  • Кинетики элементарных фотопроцессов с участием короткоживущих интермедиатов методом импульсного фотолиза
  • Фотоника комплексов красителей-фотосенсибилизаторов с биомакромолекулами (белки, нуклеиновые кислоты)
  • Механизмы фотосенсибилизированных процессов и разработка фотосенсибилизаторов нового поколения для фотодинамической терапии в онкологии и сенсибилизаторов
    для PUVA терапии в дерматологии.
  • Исследование механизмов окислительно-восстановительных и фотохимических процессов с целью разработки экологически чистых технологий

 

Важнейшим направлением исследований лаборатории процессов фотосенсибилизации – изучение механизма и кинетики быстропротекающих элементарных фотохимических процессов с участием молекул красителей и родственных соединений. Методом импульсного фотолиза были исследованы механизм и кинетика элементарных стадий фотосенсибилизированных реакций переноса электрона, атома водорода, протона и переноса энергии с участием возбужденных состояний красителей и родственных органических молекул в гомогенных и структурно-организованных системах, а также в упорядоченных средах на границе раздела фаз. Получены спектрально-кинетические характеристики промежуточных короткоживущих интермедиатов (возбужденные синглетные и триплетные состояния, эксиплексы, радикалы и радикальные пары, ион-радикалы, фотоизомеры) с участием красителей (цианиновые, бисцианиновые, мероцианиновые, порфириновые). Установлены основные закономерности фотохимических процессов с участием комплексов красителей и биомакромолекул (белки, нуклеиновые кислоты). Разработанны флуоресцентные методы определения внеклеточной ДНК и степени её фрагментированности в сыворотке крови человека для определения основных биохимических показателей контроля апоптоза и некроза при клинической диагностике патологических процессов в организме. Исследования процессов комплексообразования порфиринов, хлоринов, цианинов, поглощающих в красной и ближней ИК области спектра, с молекулами альбумина имеет важное значение для понимания механизма фотосенсибилизированных процессов, происходящих в раковых клетках при фотодинамической терапии, и для разработки новых эффективных фотосенсибилизаторов для ФДТ.

В лаборатории проводятся исследования спектрально-кинетических характеристик наночастиц на основе самоорганизованных J-агрегатов полиметиновых красителей и их комплексов, что имеет важное значение для управления свойствами наночастиц. Исследуются механизмы процессов супертушения флуоресценции под действием золотых наночастиц в организованных системах с участием молекул нуклеиновых кислот и органических красителей. Проводятся исследования механизма процессов взаимодействия квантовых точек в молекулярно-организованных системах, образованных комплексами красителей с биомакромолекулами.

На основании изучения кинетики и механизма реакций активных короткоживущих интермедиатов, образующихся в фотохимических реакциях дигидрохинолинов в различных растворителях, была открыта неизвестная ранее для дигидрохинолинов реакция фотоиндуцированного присоединения растворителя к двойной связи, которая происходит в протонных растворителях. Установлены важная роль карбокатионов в этих реакциях и влияние растворителя на механизм фотопроцесса. Показано, что первичным фотохимическим процессом при фотолизе дигидрохинолинов в протонных растворителях является перенос протона от растворителя на нерелаксированное возбужденное состояние дигидрохинолина, происходящее в фемтосекундном временном диапазоне. Установлена реакция фотоциклоприсоединения триплетного состояния фуродигидрохинолина к тимину, которая открывает возможности создания сенсибилизаторов нового поколения для PUVA терапии различных аутоиммунных заболеваний.

Исследование механизмов фотохимических процессов, проходящих в природных водах и модельных системах под действием УФ-излучения, позволило предложить и практически реализовать УФ-технологию очистки и обеззараживания природных и сточных вод.

 

Состав лаборатории

Некипелова Татьяна Дмитриевна, д.х.н.

Кузьмин Михаил Георгиевич, д.х.н.

Шапиро Борис Исаакович, д.х.н.

Штиль Александр Альбертович д.м.н.

Лихванцева Вера Геннадьевна д.м.н.

Штамм Елена Валентиновна д.х.н.

Кузьмин Владимир Александрович д.х.н.

Головина Галина Владимировна к.х.н.

Климович Ольга Николаевна к.х.н.

Швыдкий Вячеслав Олегович к.х.н.

Погонин Владимир Иванович к.х.н.

Радченко Александра Шамиевна к.б.н.

Костюков Алексей Александрович

Морозов Владимир Николаевич

Шибаева Анна Валерьевна

Тяпина Ольга Анатольевна

Рафф Полина Александровна

 

Избранные публикации:

  1. V.A. Kuzmin, D.S. Kliger, G.S. Hammond, Quenching of a retinal triplet state by a nitroxyl radical, Photochemistry&Photobiology, 1980, 31, 607-609.
  2. N. Zhang, S. Ding, A. Kolbanovskiy, A. Shastry, V.A. Kuzmin, J.L. Bolton, D.J. Patel, S. Broyde, N.E. Geacintov, NMR and Computational Studies of Stereoisomeric Equine Estrogen-Derived DNA Cytidine Adducts in Oligonucleotide Duplexes: Opposite Orientations of Diastereomeric Forms, Biochemistry, 2009, 48(30), 7098-7109.
  3. V.A. Olshevskaya, R.G. Nikitina, A.N. Savchenko, M.V. Malshakova, A.M. Vinogradov, G.V. Golovina, D.V. Belykh, A.V. Kutchin, M.A. Kaplan, V.N. Kalinin, V.A. Kuzmin, A.A. Shtil, Novel boronated chlorin e6-based photosensitizers: synthesis, binding to albumin and antitumour efficacy, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2009, 17(3), 1297–1306.
  4. B.I. Shapiro, E.A. Belonozhkina, O.A. Tyapina, V.A. Kuz’min, Influence of multicharged inorganic and organic cations on J-aggregation of polymethine dyes, Nanotechnologies in Russia, 2010, v. 5(1–2), pp 58–66
  5. Б.И. Шапиро, Л.В. Чиркова, А.И. Толмачев, Ю.Л. Сломинский, В.А. Кузьмин, Формирование смешанных J-агрегатов цианиновых красителей под действием катионов Eu+3, Химия высоких энергий, 2010, 44, №5, 450–454.
  6. Т. Д. Некипелова, О. Н. Лыго, Е. Н. Ходот, В. А. Кузьмин, В. В. Шахматов, В. В. Варгин, А. В. Белякова, М. В. Зылькова, Спектральнo-кинетические характеристики триплетного состояния 7,7,9-триметил-6,7-дигидрофуро[3,2-f]хинолина, Химия высоких энергий, 2012, 46, 211–215
  7. S. Kostjuk, P. Loseva, O. Chvartatskaya, E. Ershova, T. Smirnova, E. Malinovskaya, O. Roginko, V. Kuzmin, V. Izhevskaia, A. Baranova, E. Ginter, N. Veiko, Extracellular GC-rich DNA activates TLR9- and NF-kB-dependent signaling pathways in human adipose-derived mesenchymal stem cells (haMSCs), Expert Opinion on Biological Therapy, 2012, 12(S1): S99–S111.
  8. Некипелова Т.Д., Кузьмин В.А., Превращения 1,2-дигидрохинолинов под действием света: раскрытие гетероцикла, образование радикалов и реакции фотоиндуцированного переноса протона, Успехи химии, 2012, 81, № 11, 983–993.
  9. Golovina G.V., Rychkov G.N., Olshevskaya V.A., Zaitsev A.V., Kalinin V.N., Kuzmin V.A., Shtil A.A. Differential binding preference of methylpheophorbide a and its diboronated derivatives to albumin and low density lipoproteins, Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry 2013, 13(4), 639–646.
  10. Zh.A. Krasnaya, V.A. Kuzmin, L.V. Litvinkova, E.O. Dorofeeva, S.G. Zlotin, Synthesis of thiacyanine dyes containing coumarin moieties at benzothiazole rings, Mendeleev Communications, 2013, 23(4), 212–214.
  11. T. D. Nekipelova, V. А.Kuzmin, E. D. Matveeva, R. Gleiter, N. S. Zefirov, On the mechanism of photoinduced addition of acetonitrile to phosphonium-iodonium ylides, J. Phys. Org. Chem., 2013, 26(2): 137–143.
  12. T. D. Nekipelova, O. N. Lygo, E. N. Khodot, L. N. Kurkovskaya, Effect of Microheterogeneity of CF3CH2OH–H2O Mixed Solvent on Reactions of Carbocations from 1,2,2,3-Tetramethyl-1,2-dihydroquinoline, J. Phys. Org. Chem. 2013, v. 26, 583–588.
  13. О. Н. Лыго, Е. Н. Ходот, В. А. Огурцов, И. В. Шелаев, Ф. Е. Гостев, Т. Д. Некипелова, Динамика транс-цис фотоизомеризации гетарильных азокрасителей, Химия высоких энергий, 2014, 48, 374–378.
  14. О. Н. Лыго, В. О. Швыдкий, Е. Н. Ходот, В. А. Огурцов, Л. Н. Курковская, И. И. Левина, Т. Д. Некипелова, Спектрально-кинетические свойства новых гетарильных азокрасителей, содержащих фрагменты гидрированных хинолинов и триазола, Химия высоких энергий, 2014, 48, 302–307.
  15. Т. Д. Некипелова, М. А. Таранова, Е. Д. Матвеева, В. А. Кузьмин, Н. С. Зефиров, Фотоциклоприсоединение смешанного фосфониево-иодониевого илида к фенилацетилену: формально-кинетический подход к исследованию механизма, Кинетика и катализ, 2015, 56, 411–420.
  16. E. D. Matveeva, D.S.Vinogradov, T.A. Podrugina, T. D. Nekipelova, A.V. Mironov, R. Gleiter, N.S. Zefirov, Furylsubstituted mixed phosphonium-iodonium ylides in the synthesis of new annelated P-containing heterocyclic compounds. Eur. J. of Org. Chem., 2015, p. 7324–7333.
  17. T.D. Nekipelova, I.S. Shelaev, F.E. Gostev, V.A. Nadtochenko, V.A. Kuzmin Stepwise versus Concerted Mechanism of Photoinduced Proton Transfer in sec-1,2-Dihydroquinolines: Effect of Excitation Wavelength and Solvent Composition, Journal of Physical Chemistry B, 2015, 119, 2490−2497.
  18. L.S. Murakami, L.P. Ferreira, J.S. Santos, R.S. da Silva, A. Nomizo, V.A. Kuzmin, I.E. Borissevitch, Photocytotoxicity of a cyanine dye with two chromophores toward melanoma and normal cells, Biochimica et Biophysica Acta 1850 (2015) 1150–1157.

Публикации сотрудников лаборатории процессов фотосенсибилизации за 2015 год (зав. лаб. В.А. Кузьмин)

- опубликованные статьи

в российских журналах (5 статей)

  1. В. А. Кузьмин, Н. А. Дурандин, Е. С. Лисицина, Т. Д. Некипелова, Т. А. Подругина, Е. Д.Матвеева, М. В. Проскурнина, Н. С. Зефиров, Спектрально-кинетические характеристики комплексообразования между индотрикарбоцианином и альбумином, Докл АН, 2015, 462, 178–181.
  2. В. А. Кузьмин, Н. А. Дурандин, Е. С. Лисицына, Л. В. Литвинкова, Т. Д. Некипелова, Т. А. Подругина, Е. Д.Матвеева, М. В. Проскурнина, Н. С. Зефиров, Процессы деградации энергии в фотовозбужденных комплексах индотрикарбоцианина и альбумина, Химия высоких энергий, 2015, 49, 240–241
  3. Т. Д. Некипелова, М. А. Таранова, Е. Д. Матвеева, В. А. Кузьмин, Н. С. Зефиров, Фотоциклоприсоединение смешанного фосфониево-иодониевого илида к фенилацетилену: формально-кинетический подход к исследованию механизма, Кинетика и катализ, 2015, 56, 411–420.
  4. Скурлатов Ю.И, Зайцева Н.И., Штамм Е.В., Байкова И.С., Семеняк Л.В. Пестициды нового поколения как фактор химической опасности для водных экосистем // Химическая физика, 2015, том 34, № 6, с. 93–102.
  5. Ю.И. Скурлатов, Е.В. Вичутинская, Н.И. Зайцева, Е.В. Штамм, В.О. Швыдкий. Проблемы химической безопасности водных объектов окружающей среды, критерии отнесения химических веществ к категории опасных для водных экосистем // Химическая физика, 2015, том 34, № 6, с. 12–21.
  6. Е.В. Штамм, Ю.И. Скурлатов, В.О. Швыдкий, И.С. Байкова, Е.В. Вичутинская. Природа токсического воздействия сточных вод предприятий целлюлозно-бумажного производства на водные экосистемы // Химическая физика, 2015, том 34, № 6, с. 22–29.

 

в иностранных журналах (3 статьи)

  1. T. D. Nekipelova, I. S. Shelaev, F. E. Gostev, V. A. Nadtochenko, V. A. Kuzmin, Stepwise versus Concerted Mechanism of Photoinduced Proton Transfer in sec-1,2-Dihydroquinolines: Effect of Excitation Wavelength and Solvent Composition, J. Phys. Chem. B, 2015, 119, 2490–2497.
  2. E. D. Matveeva, D. S.Vinogradov, T. A. Podrugina, T. D. Nekipelova, A. V. Mironov, R. Gleiter, N. S. Zefirov, Furylsubstituted mixed phosphonium-iodonium ylides in the synthesis of new annelated P-containing heterocyclic compounds. Eur. J. of Org. Chem., 2015, P. 7324–7333. DOI: 10.1002/ejoc.201500876.
  3. Akimova А.V., Rychkov G.N., Grin М.А., Filippova N.A., Golovina G.V., Durandin N.A., Vinogradov A.M., Коkrashvili Т.А., Mironov А.F., Shtil А.А., Кuzmin V.А. Interaction with serum albumin as a factor of the photodynamic efficacy of novel bacteriopurpurinimide derivatives. Acta Naturae 2015, 7, 1(24), 74–81.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Отчет по проекту, выполняемого в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»

 

по этапу № 2

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.613.21.0042

Тема: «Бискарбоцианины новый класс противоопухолевых фотосенсибилизаторов: фотохимические свойства и механизмы гибели опухолевых клеток»

Приоритетное направление: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика; Транспортные и космические системы; Науки о жизни; Индустрия наносистем; Рациональное природопользование; Информационно-телекоммуникационные системы

Критическая технология: Биомедицинские и ветеринарные технологии

Период выполнения: 11.11.2015 - 31.12.2016 г

Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля Российской академии наук

Иностранный партнер: Лаборатория фотобиофизики Департамента физики Факультета философии, науки и литературы Университета Сан Пауло ( УСП) в г. Рибейрон-Прето, Бразилия

Ключевые слова: Онкология, бискарбоцианин, фотохимия, фотодинамическая терапия, гибель клеток

  1. Цель проекта

Введение в практику терапии онкологических заболеваний нового класса соединений – димерных карбоцианинов с сопряженными хромофорными группами, отличающихся высоким квантовым выходом флуоресценции, длинноволновым максимумом поглощения, низкой гидрофобностью и связанной с этим побочной токсичностью.

  1. Основные результаты проекта

Основными результатами выполненного 2 этапа проекта являются: исследование фотохимических характеристик новых бискарбоцианинов и исследование механизма цитотоксического действия фотоактивированных бискарбоцианинов на опухолевых клетках in vitro.

В ходе выполнения запланированных работ по 2 этапу Соглашения были выполнены следующие виды работ:

  1. Проведены исследования фотоиндуцированных реакций в комплексах бискарбоцианинов: кинетика образования и гибели триплетных и синглетных состояний, реакции с участием свободных радикалов.
  2. Разработана Программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов бискарбоцианинов методами физической химии и фотохимии (определения времени тушения триплета, образования и гибели промежуточных продуктов фотохимических процессов в комплексах бискарбоцианинов с альбумином).
  3. Наработан экспериментальный образец лидерного соединения для использования в биологических исследованиях.
  4. Исследована внутриклеточная локализация лидерного бискарбоцианина.
  5. Исследован механизм фотоиндуцированной гибели клеток под действием бискарбоцианинов на модели перевиваемых линий аденокарциномы кишки и меланомы.
  6. Разработана программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов бискарбоцианинов методами клеточной биологии.
  7. Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов бискарбоцианинов методами клеточной биологии.
  8. Подготовлена программа доклинических испытаний соединения-лидера.
  9. Подведение итогов ПНИ.
  10. Разработана концепция применения бискарбоцианинов в качестве фотосенсибилизаторов.

За счет средств иностранного партнера проекта Университета Сан Пауло (г. Рибейрон-Прето, Бразилия) были выполнены следующие виды работ:

  1. Разработана лабораторная методика определения зависимости фототрансформации бискарбоцианинов от рН и ионной силы раствора.
  2. Разработана лабораторная методика определения зависимости фототрансформации комплексов бискарбоцианинов с биомакромолекулами от рН и ионной силы раствора.
  3. Подведены итоги ПНИ. Разработана концепции применения бискарбоцианинов в качестве фотосенсибилизаторов.

Осуществлен выбор наиболее перспективного для практического использования соединения-лидера группы БКЦ: 2,6-бис-(3,7-ди-N-метил-бенз[1,2-d:4,3-d']бистиазол-)-[N-метил-3,3'-диметил-индокарбоцианина] перхлорат – БКЦ 324, проведена его препаративная наработка в объемах, достаточных для исследовательских испытаний спектрофлуориметрическими и культурально-клеточными методами.

Исследована динамика накопления БКЦ324 опухолевыми клетками различных типов, в результате чего показана способность этого вещества накапливаться в опухолях в 10-15 раз быстрее существующих циклических тетрапиррольных фотосенсибилизаторов, применяемых в ФДТ (порфиринов, бактерохлоринов и фталоцианинов). В то же время, установлено, что через несколько часов после накопления БКЦ324 в опухолевых клетках инициируется обратный транспорт красителя во внешнюю среду. Это явление, не описанное ранее в литературе, благоприятно сказывается на избирательности ФДТ в отношнеии опухолевых клеток, однако, требует выработки более точных методических указаний по соблюдению времени выполнения процедуры ФДТ, чем это принято в настоящее время по отношению к ФС ряда порфиринов, бактерохлоринов и фталоцианинов.

Изучено внутриклеточное биораспределение БКЦ324 в опухолевых клетках, показана его тропность к компартментам, имеющим низкий рН: лизосомам и межмембраннному пространству митохондрий. Установлен факт тропизма БКЦ324 к перинуклеарной области цитоплазмы.

Методами исследования быстрых фотохимических процессов в комплексах БКЦ324 с альбумином и ДНК показано, что основную роль в фотоиндуцированную цитотоксичность БКЦ играет не генерация триплетного возбуждённого состояния кислорода в результате интеркомбинационной конверсии, как считалось до настоящего времени, а прямая генерация супероксид-анион радикала за счет переноса электрона с красителя на молекулу О2 последующей компенсацией заряда красителя за счет ароматических структур биополимеров (белков и ДНК). Полученные данные фотохимических экспериментов подтверждены в экспериментах на клеточных линиях in vitro: c помощью флуоресцентного сенсора супероксиданион-радикала MitoSOX Red показано, что облучение клеток аденокарциномы HCT116, нагруженных БКЦ 324, приводит к быстрому накоплению в цитоплазме сверхкритических концентраций О2•-.

С учётом длительного времени жизни О2•- по сравнению с О2этот механизм делает фототоксичность БКЦ 324 независимой от пространственной локализации красителя внутри опухолевой клетки. Таким образом, появляется возможность эффективно использовать на практике ковлентные комплексы БКЦ 324 с полимерными носителями, которые малоэффективны в случае ФС других типов и не нашли применения в клинике несмотря на наличие многочисленных публикаций на эту тему.

С целью адаптации методов использования БКЦ324 в ФДТ и количественной оценки вклада красителя, локализованного в различных внутриклеточных компартментах, в фотоиндуцированную гибель опухолевых клеток разработаны лабораторные методики измерения времени жизни триплетного состояния в комплексах бискарбоцианинов с белками крови (альбумин, альфа-фетопротеин) в зависимости от рН. Разработанные лабораторные методики измерения времен жизни флуоресценции комплексов бискарбоцианиновых красителей и белков основаны на прямом измерении кинетики гибели синглетно-возбужденного состояния методом однофотонного счёта.

В рамках ПНИЭР впервые показана высокая перспективность в качестве фотосенсибилизаторов бискарбоцианиновых красителей с двумя положительно заряженными гетероциклами, соединенными гибким полиметиновым линкером. В отличие от ФС с жёсткой циклической структурой (тетрапирролов и фталоцианинов), БКЦ обладают пренебрежимо малой фотохимической активностью в водных растворах вне комплексов с биополимерами. Однако, связывание с белками-носителями за счёт фиксации полиметиновых линкеров и разрушения димеров БКЦ, формирующихся в водных растворах, приближает квантовый выход триплетного состояния к 100%. Таким образом, при правильном выборе белков-носителей БКЦ обеспечивают существенно более высокую избирательность фотоиндуцированного фототоксического действия в отношении клеток-мишеней, чем существующие фотосенсибилизаторы.

Факт резкого увеличения выхода триплетного возбужденного состояния БКЦ при связывании с белком-носителем обнаружен в рамках ПНЭР впервые. Кроме того, в рамках работы показан факт высокой устойчивости нековалентных комплексов БКЦ с белками-носителями сывороточным альбумином и альфа-фетопротеином, что позволяет использовть такие комплексы in vivo для адресной доставки БКЦ в опухолевые клетки. Хотя в рамках отчётного этапа ПНИЭР показана принципиальная способность БКЦ324 проникать в клетки аденокарциномы толстой кишки HCT116 из бессывороточной среды (т.е. вне комплексов с альбумином или другими белками-носителями), на практике это явление не может играть какой-либо роли in vivo при лечении пациентов в виду высокой концентрации сывороточного альбумина в крови (~0,5-0,8 мМ) и высокой константы связывания с ним БКЦ 324 (105 М-1).

  Полученные результаты полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к выполнению данного проекта. Осуществлен выбор наиболее перспективного для практического использования соединения-лидера группы БКЦ: 2,6-бис-(3,7-ди-N-метил-бенз[1,2-d:4,3-d']бистиазол-)-[N-метил-3,3'-диметил-индокарбоцианина] перхлорат – БКЦ 324, проведена его препаративная наработка в объемах, достаточных для исследовательских испытаний спектрофлуориметрическими и культурально-клеточными методами. Исследована динамика накопления БКЦ324 опухолевыми клетками различных типов, в результате чего показана способность этого вещества накапливаться в опухолях в 10-15 раз быстрее существующих циклических тетрапиррольных фотосенсибилизаторов, применяемых в ФДТ (порфиринов, бактерохлоринов и фталоцианинов).

Полученные результаты соответствуют аналогичным работам, которые определяют мировой уровень исследований в данной области. В обзоре современных достижений были рассмотрены результаты опубликованные в литературе, в том числе за последние пять лет. Разработанные методики очистки бискарбоцианиновых красителей дали возможность получить образцы соединений, степень чистоты которых полностью соответствует требованиям, предъявляемым к фотосенсибилизаторам для фотодинамической терапии. Разработанные лабораторные методики определения констант комплексообразования дают возможность получать результаты с точностью до 10%, что совпадает с точностью данных аналогичных работ, определяющих мировой уровень. Разработанные лабораторные методики исследования спектрально-кинетических характеристик возбужденных синглетных состояний основаны на использовании метода однофотонного счета с применением самых современных импульсных лазеров и светодиодов дают возможность производить измерения с разрешением до 30 пс, что является теоретическим пределом для установок этого класса.

  1. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки.

Подана заявка на патент на изобретение 23.12.2016 регистрационный № 2016150835 «Фотосенсибилизатор на основе карбоцианинового красителя для фотодинамической терапии опухолей».

  1. Назначение и область применения результатов проекта

Полученные результаты могут быть использованы для разработки инновационной продукции -  новых эффективных фотосенсибилизаторов на основе бисхромофорных соединений.

Полученные результаты применимы в области практической медицины. Исследуемые вещества являются потенциально высокоэффективными агентами для неинвазивной и малоинвазивной фотодинамической терапии опухолей различного генеза, а также могут иметь применение в дерматологической практике и для антибактериального воздействия.

С учётом необходимости использования комплексов БКЦ с носителями внедрение БКЦ в практику ФДТ возможно только при использовании белка-носителя. Таким белком может являться альфа-фетопротеин, инертный по отношениюк большинству нормальных тканей человека и эффектвно экранирующий БКЦ от связывания с сывороточным альбумином. В распоряжении исполнителей ПНИЭР имеется технология рекомбинантного синтеза АФП. Для создания средств ФДТ на основе БКЦ и АФП требуется решение двух задач в рамках НИР: создания технологии синтеза активированных производных соединения-лидера БКЦ 342 и создания производных АФП несущих искусственно внесенные пептиды адресной доставки ФС в опухоли. После их решения возможна ускоренная передача результатов проекта отечественным производителям фармацевтических препаратов для проведения доклинических испытаний.

Разработка фотосенсибилизаторов на основе бисхромофорных кабоцианиновых красителей окажет большое влияние на прогресс в области создания новых фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии в онкологии. Применение сопряженных хромофоров в химической структуре открывает возможность создания термически более устойчивых соединений и с другой стороны приводит к резкому увеличению квантового выхода интеркомбинационной конверсии в триплетное состояние, которое играет ключевую роль в процессе фотосенсибилизации при фотохимическом разрушении клеток опухоли. Полученные результаты в рамках международного сотрудничества окажут важное влияние на развитие исследований в области фотоники бисхромофорных красителей. Наличие двух сопряженных хромофоров в молекуле бискарбоцианиновых красителей приводит к важному эффекту - к сдвигу в спектрах поглощения фотосенсибилизатора в красную область спектра и вплоть до ближней ИК-области  спектра, что открывает уникальную возможность более глубокого проникновения облучения в ткань опухоли.

  1. Эффекты от внедрения результатов проекта

Результаты реализации данного проекта в рамках международного сотрудничества приведет к созданию новых фотосенсибилизаторов на основе бискарбоцианиновых красителей для фотодинамической терапии и их практического применения в медицине.

От использования товаров (коммерческих препаратов для ФДТ) и услуг (оказание медицинской помощи онкобольным и другим группам больных), созданных на основе полученных результатов, ожидаются значимые социально-экономические эффекты. Внедрение созданных препаратов и методом ФДТ увеличит выживаемость и снизит время нетрудоспособности граждан, вследствие чего повысится общая производительность труда населения. Кроме того, использование новых препаратов для ФДТ с низкой токсичностью и высокой избирательностью повысит качество жизни населения, подверженного тяжелым онкологическим заболеваниям.

  1. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Возможной формой коммерциализации полученных в проекте результатов может быть создание фотосенсибилизаторов с применением бискарбоцианиновых красителей. Коммерциализация полученных результатов возможна по двум направлениям: создание запатентованного коммерческого продукта – терапевтического препарата для ФДТ, а также разработка и внедрение оптимизированной методики терапии ряда заболеваний.

На основе полученных результатов интеллектуальной деятельности возможно создание фармакологической формулы нового препарата для фотодинамической терапии на основе бискарбоцианинов и реализация коммерческого производства этого препарата. Разрабатываемая субстанция и услуги по оказанию высокотехнологической медицинской помощи имеют высокий коммерческий потенциал. 1% населения подвержено заболеванию немеланомными опухолевыми заболеваниями кожи. ФДТ позволяет проводить их лечение в нестационарных условиях при помощи компактного прибора индивидуального пользования.

  1. Наличие соисполнителей

Соисполнитель Общество с ограниченной ответственностью «ИННОТЕХ-21» (ИНН 5027186390) привлекался на данном этапе в 4 квартале 2016 г в период с 10.10.2016 по 15.12.2016 для выполнения работы "Разработка метода очистки и получение экспериментальных образцов карбоцианиновых красителей".

  1. Публикации по результатам 2 этапа

1) «КОМПЛЕКСЫ α-ФЕТОПРОТЕНИНА И СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА С БИСКАРБОЦИАНИНОВЫМ КРАСИТЕЛЕМ» авторов А.А.Костюков, Н.В. Позднякова, А.Б. Шевелев, Т.Д. Некипелова, А.Ш. А.Ш.Радченко, Г.В. Головина, О.Н. Климович, А.А.Штиль, Debora C. K. Codognato, Pablo J. Gonçalves, André L. S. Pavanelli, Lucimara P. Ferreira, Andre M. Amado, Ю.Е.Борисевич, В.А. Кузьмин. Химия высоких энергий. 2017. Т. 51. № 3. С.

2) «ТРИПЛЕТНЫЕ СОСТОЯНИЯ КОМПЛЕКСОВ БИСКАРБОЦИАНИНОВОГО КРАСИТЕЛЯ И АЛЬБУМИНА» А. А. Костюков, Т. Д. Некипелова, А.Ш.Радченко, Г. В. Головина, О.Н.Климович, А.А.Штиль, Debora C. K. Codognato, Pablo J. Goncalves, Andre L. S. Pavanelli, Lucimara P. Ferreira, Andre M. Amado, Ю. Е. Борисевич, В. А. Кузьмин. Химия высоких энергий. . 2017. Т. 51. № 2. С.

скачать отчет в виде файла

 

ЛАБОРАТОРИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОНКОЛОГИИ

Лаборатория количественной онкологии

Заведующий – д.м.н., профессор Корман Давид Борисович

Телефон: (495) 939-74-51

email: korman@sky.chph.ras.ru

          Д.Б. Корман – выпусник 2-го Московского медицинского института (1961) и аспирантуры ИХФ АН СССР (1965), кандидат медицинских наук (1968), научные руководители – академик Н.М. Эмануэль и к.м.н. Л.С. Евсеенко, доктор мед. наук (1982), профессор (1983). Работает в ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН с момента основания института (1996), до этого времени работал в ИХФ АН СССР. Зав. лабораторией количественной онкологии с 1972 г. Лауреат премии Совета Министров СССР (1982) за разработку и внедрение нового противоопухолевого препарата дибунол. Области научных интересов – экспериментальная и клиническая онкология, экспериментальная и клиническая противоопухолевая химиотерапия, кинетические закономерности опухолевого роста, антиоксиданты и рак. Автор 5 монографий.

 30.01.2019 информация о ходе выполнения проекта Госконтракта (pdf)

Основная тема  исследований:

Разработка новых противоопухолевых препаратов и  методов терапии  опухолевых заболеваний.

Основные направления исследований

  • Исследование кинетики развития экспериментальных опухолевых процессов
  • Экспериментальное исследование противоопухолевых свойств химических соединений разных классов и веществ природного происхождения.
  • Исследование фармакокинетики, клеточных и молекулярных механизмов действия противоопухолевых препаратов.
  • Исследование противоопухолевого эффекта физических факторов (низкоинтенсивные электромагнитные воздействия, импульсная лазерная гипертермия с наночастицами, гипертермия, фотодинамическая терапия).
  • Оценка противоопухолевой эффективности методов комбинированной и комплексной терапии.
  • Изучение противоопухолевой активности сверхмалых доз цитостатиков.

Важнейшую часть проводимых в лаборатории исследований, составляют проблемы противоопухолевой химиотерапии, включающие оценку противоопухолевых свойств разнообразных синтетических соединений и природных веществ, исследование фармакокинетики, клеточных и молекулярных механизмов их действия.

В лаборатории осуществляется полный комплекс доклинических исследований специфической активности противоопухолевых препаратов на экспериментальных моделях опухолей лабораторных животных in vivo,  регламентированный распоряжением МЗ РФ (№ 01-45122/06 от 21.09.06.). 

         Лаборатории принадлежит приоритет в открытии нового класса высокоэффективных препаратов класса нитрозоалкилмочевин, вошедших в арсенал средств современной противоопухолевой химиотерапии, и в экспериментальном обосновании уникальных особенностей фармакологического механизма действия этих препаратов. Предложенный  новый оригинальный  противоопухолевый препарат  нитрозометилмочевина (метинур) разрешён для медицинского применения и промышленного производства (номер государственной регистрации - 91/112/5) и явился прототипом большинства разработанных впоследствии препаратов данной группы.

Помимо нитрозоалкилмочевин исследована  противоопухолевая активность нескольких сотен разнообразных соединений, среди которых обнаружен ряд веществ с высокой эффективностью.

           В последние годы выявлена противоопухолевая активность веществ,  перспективных для клинического изучения, относящихся к  новым для онкологии группам соединений - полиметаллоакрилаты, полимер аспарагиновой кислоты полисукцинимид, ферроценсодержащие производные, препараты-доноры оксида азота (динитрозильные комплексы железа с глутатионом, нитрозоглутатион).

С целью разработки новых подходов к терапии опухолей исследуются противоопухолевые свойства разнообразных физических факторов (низкоинтенсивные электромагнитные воздействия, импульсная лазерная гипертермия с наночастицами,  гипертермия, фотодинамическая терапия) и возможности их использования в комплексной терапии в сочетании с цитостатиками, синтетическими и природными соединениями различного механизма действия.

            Впервые обнаружена противоопухолевая активность сверхмалых доз (СМД) ряда цитостатиков. Показано, в частности, что ростингибирующий и цитогенетический эффект доксорубицина в СМД 10-5–10-20М сопоставим с его активностью в стандартных терапевтических дозах (10-2–10-3М). Установлено, что направленность и выраженность биологического эффекта цитостатиков в области СМД зависит от природы действующего агента, дозы препарата и штамма опухоли.

 

Состав лаборатории

Корман Давид Борисович – зав.лаб., д.м.н.проф.

Горбачева Лора Борисовна – г.н.с, д.б.н., проф.

Островская Лариса Анатольевна – гл.н.с., д.б.н.

Фомина Маргарита Михайловна – ст.н.с., к.б.н.

Ерохин Валерий Николаевич – ст.н.с.,к.б.н.

Никольская Татьяна Алексеевна – ст.н.с., к.х.н.

Блюхтерова Наталья Валериевна – ст.н.с.

Рыкова Валентина Александровна – ст.н.с.

Семенов Владимир Алексеевич – н.сотр.

Грехова Анна Константиновна –м.н.с.

Некрасова Елизавета Игоревна – м.н.с.

Шарова Татьяна Владимировна – инженер-исследователь.

Войнарская Ольга Львовна  -  старший лаборант

Антонова Марина Николаевна – лаборант

Карасёва  Татьяна Николаквна – лаборант

 

Избранные публикации

  1. Эмануэль Н.М., Корман Д.Б., Островская Л.Б., Горбачева Л.Б., Дементьева Н.П. «Нитрозоалкилмочевины – новый класс противоопухолевых препаратов». //М., «Наука», 1978, 295с.
  2. Островская Л.А., Корман Д.Б., Дементьева Н.П., Фомина М.М., Блюхтерова Н.В. «Препараты  класса нитрозоалкилмочевин в отечественной  противоопухолевой химиотерапии» //Российский биотерапевтический журнал  2004, т. 3, № 1. 24-36.
  3. Островская Л.А., Филов В.А., Ивин Б.А., Стуков А.Н., Фомина М.М., Блюхтерова Н.В., Рыкова В.А., Конрадов А.А. «Хлонизол – новый эффективный противоопухолевый препарат класса нитрозоалкилмочевин» //Российский биотерапевтический журнал, 2004, т. 3, № 1, 37-48.
  4. Корман Д.Б. «Основы противоопухолевой химиотерапии». //М., «Практическая медицина», 2006.
  5. Воронков М.Г., Островская Л.А., Абзаева К.А., Жилицкая Л.В., Корман Д.Б., Фомина М.М., Блюхтерова Н.В., Рыкова В.А. «Противоопухолевый препарат, относящийся к группе металлоорганических производных полиакриловой кислоты» //Патент РФ № 2372091, 2009., Бюллетень Изобретений, 2009, № 31.
  6. Ostrovskaya L.A., Voronkov M.G., Korman D.B., Fomina M.M., Bluhterova N.V., Rikova B.A., Abzaeva K.A., Zhilitskaya L.V. «Experimental Study of Antitumor Activity of Polymetalacrylates against Animal Trasplantable Tumors» // J. of Cancer Therapy, 2010, 1, № 2,  p. 59-65.
  7. Корман Д.Б. «Мишени и механизмы действия противоопухолевых препаратов». //М. Из-во «Практическая медицина», 2014.
  8.   A. Ostrovskaya, D. B. Korman, N.V. Bluhterova, M.M. Fomina, V.A. Rikova, C.A. Abzaeva, L.V. Zhilitskaya, N.O. Yarosh  “Antitumor Activity of  Polyacrylates of Noble Metals in Experiment” // Biointerface Research in Applied Chemistry, 2014, v.4, #4, p.816-819.
  9. Л.А.Островская, С.Д.Варфоломеев, М.Г.Воронков, Д.Б.Корман, Н.В.Блюхтерова, М.М.Фомина, В.А.Рыкова, В.М.Гольдберг, К.А.Абзаева,   Л.В.Жилицкая, Л.В.Снегур, А.А.Сименел, С.И.Зыкова «Полиметаллоакрилаты, ферроценсодержащие соединения и полисукцинимид как потенциальные противоопухолевые препараты». //Известия Академии наук. Серия химическая, 2014, № 5, с. 1211-1218.
  10. Л.А. Оcтpовcкая, М.Г. Воpонков, Д.Б. Коpман, Н.В. Блюxтеpова, М.М. Фомина, В.А. Pыкова, К.А. Абзаева, Л.В. Жилицкая «Полиакpилаты благоpодныx металлов как потенциальные пpотивоопуxолевые пpепаpаты» //Биофизика, 2014, том 59, вып. 4, c. 785–789.
  11. Л.А. Островская, В.Н. Бабин, Ю.А. Белоусов, В.И. Борисов, В.В. Гуменюк, Ю.С. Некрасов, И.К. Свиридова, Н.С. Сергеева,  А.А. Сименел, Л.В. Снегур «Ферроцены  как  потенциальные  противоопухолевые  препараты. Факты  и  гипотезы» //Известия АН. Серия химическая, 2014, № 10, 1-15.  (Обзор).  
  12. А.Ф.Ванин, Л.А.Островская, Д.Б.Корман, Р.Р. Бородулин, Л.Н. Кубрина, М.М.Фомина, Н.В.Блюхтерова, В.А.Рыкова «Противоопухолевая активность динитрозильных комплексов железа с глутатионом»   //Биофизика,  2014, том 59, вып. 3, c. 508–514.
  13. А.Ф. Ванин, Л.А. Островская, Д.Б. Корман, В.Д. Микоян, Л.Н. Кубрина, Р.Р. Бородулин, М.М. Фомина, Н.В. Блюхтерова, В.А. Рыкова «Анти-нитрозативная система как фактор резистентности злокачественных опухолей к цитотоксическому действию монооксида азота» //«Биофизика», 2015, т.60, №1, с. 152-157.
  14. А.Ф. Ванин, Л.А. Оcтpовcкая, Д.Б. Коpман, Л.Н. Кубpина, P.P. Боpодулин, М.М. Фомина, Н.В. Блюxтеpова, В.А. Pыкова, А.А. Тимошин «Пpотивоопуxолевая активноcть пpепаpатов динитpозильного комплекcа железа c глутатионом и s-нитpозоглутатиона: cpавнительное изучение» //Биофизика, 2015, том 60, вып. 6, c. 1157–1165.
  15. Л.А. Оcтpовcкая, Д.Б. Коpман, С.Д.Варфоломеев, В.А. Гольдберг,  М.М. Фомина, Н.В. Блюxтеpова, В.А. Pыкова «Полисукцинимид –  пpотивоопуxолевая активность в  эксперименте» //«Биофизика», 2015, том 60, вып. 2, c. 371–376.

Публикации сотрудников лаборатории количественной онкологии за 2015 год (зав. лаб. Д.Б. Корман)

опубликованные статьи в отечественных журналах - 9

  1. Л.А. Оcтpовcкая, Д.Б. Коpман, С.Д.Варфоломеев, В.А. Гольдберг,  М.М. Фомина, Н.В. Блюxтеpова, В.А. Pыкова «Полисукцинимид –  пpотивоопуxолевая активность в  эксперименте» //«Биофизика», 2015, том 60, вып. 2, c. 371–376.
  2. А.Ф. Ванин, Л.А. Оcтpовcкая, Д.Б. Коpман, Л.Н. Кубpина, P.P. Боpодулин, М.М. Фомина, Н.В. Блюxтеpова, В.А. Pыкова, А.А. Тимошин «Пpотивоопуxолевая активноcть пpепаpатов динитpозильного комплекcа железа c глутатионом и s-нитpозоглутатиона: cpавнительное изучение» Биофизика, 2015, том 60, вып. 6, c. 1157–1165.
  1. А.Ф. Ванин, Л.А. Островская, Д.Б. Корман, В.Д. Микоян, Л.Н. Кубрина, Р.Р. Бородулин, М.М. Фомина, Н.В. Блюхтерова, В.А. Рыкова «Анти-нитрозативная система как фактор резистентности злокачественных опухолей к цитотоксическому действию монооксида азота» // «Биофизика», 2015, т.60, №1, с. 152-157.
  1. А.К Грехова., Л.Б Горбачева. Генерация активных форм кислорода в лимфоцитах периферической крови больных раком предстательной железы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2015 г., Том 160, № 11, С. 666 – 668
  1. Грехова А.К., ЕреминП.С., Осипов А.Н., ЕреминИ.И., Пустовалова М.В., Озеров И.В., Сметанина Н.М., Лазарева Н.Л., Воробьёва Н.Ю., Пулин А.А., Максимова О.А., Гордеев А.В., Бушманов А.Ю., Котенко К.В.   Замедленные процессы образования и деградации фокусов Н2AX в фибробластах кожи человека, подвергшихся воздействию рентгеновского излучения в малых дозах.  Радиационная биология. Радиоэкология. 2015. Т. 55. № 4. С. 395.
  1. Воробьева Н.Ю., Грехова А.К., Трубицина К.Ю., Пчелка А.В., Рождественский Л.М., Осипов А.Н. Интерлейкин-1b способен снижать проявления отдаленных последствий пролонгированного воздействия низкоинтенсивного гамма-излучения. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.2015. Т. 160. № 10. С. 474-477
  1. Грехова А.К., Корман Д.Б., Горбачева Л.Б. Генерация активных форм кислорода в лимфоцитах периферической крови больных раком предстательной железы// Злокачественные опухоли, 2015, №4, спецвыпуск 2, с.194-195.
  1. Тронов В.А., Виноградова Ю.В., Поплинская В.А., Некрасова Е.И., Островский М.А. Радиационное прекондиционирование сетчатки глаза у мышей in vivo повышает ее устойчивость к последующему генотоксическому воздействию и стимулирует восстановление. Цитология, 2015. 56(2): 119-128
  1. V.N. Erokhin, A.V. Krementsova, V.A. Semenov, E.B.Burlakova. Effect of synthetic and natural antioxidants on the emergence and development of malignant tumors. // Вестник Казанского технологического университета , 2015. Т.18, №1. С. 367-370.

 

Зарубежные журналы – 5

  1. A. Simenel, L.V. Snegur,, A. N. Rodionov, M.V. Lyapunova, V.Malkov, L.A. Ostrovskaya, N.V. Bluchterova, M.M. Fomina, V.А.Rikova «Ferrocene-based nitro-imidazoles: synthesis, structure, enantiomeric resolution and biological activities in vivo» //Applied Organometallic Chemistry, 2015,p.p.2473-2479. 
  1. O.I.Gushchina, E.A.Larkina, T.A.Nikolskaya, A.F.Miromov Synthesis of amide derivatives of chlorine e6 and investigation of their biological activity // J.Photochem.Photobiol.B: Biology/ 2015> 153/ pp. 76-81. 
  1. A N. Osipov, A. Grekhova, M Pustovalova, I.V. Ozerov, P. Eremin, N. Vorobyeva, N.Lazareva, A. Pulin, A.Zhavoronkov, S.Roumiantsev, D. Klokov, I. Eremin,Activation of homologous recombination DNA repair in human skin fibroblasts continuously exposed to X-ray radiation Oncotarget, 2015, Vol. 6, No. 29, PP.  26876 – 26885
  1. A. N. Osipov, M. Pustovalova, A.Grekhova, P. Eremin, N. Vorobyova, A.Pulin, A. Zhavoronkov, S. Roumiantsev, D.Y. Klokov, I.Eremin. Low doses of X-rays induce prolonged and ATM-independent persistence of γH2AX foci in human gingival mesenchymal stem cells Oncotarget, 2015, Vol. 6, No. 29, PP. 27275  - 27287
  1. Tronov VA, Vinogradova JV, Nekrasova EI., Ostrovskii MA. Mouse retinal аdaptive response to proton irradiation. Correlation with DNA repair and photoreceptor cell death. Physics of Particles and Nuclei Lett. 2015. 12(1): 173-183.

Опубликованные монографии:

  1. Корман Д.Б. «Альтернативная терапия рака». М. И-во «Практическая медицина», 2015, 372 с.

Опубликованные главы в монографиях – 2

  1. Корман Д.Б. «Медико-биологические основы противоопухолевой химиотерапии». Глава в коллективной монографии-руководстве «Рациональная фармакотерапия в онкологии»,  ред. М.И.Давыдов, В.А.Горбунова. Из- во: М /Литтерра», 2015, с.28-37.

  2. Корман Д.Б. «Мишени и механизмы действия противоопухолевых препаратов» Глава в коллективной монографии-руководстве «Рациональная фармакотерапия в онкологии»,  ред. М.И.Давыдов, В.А.Горбунова. Из- во: М.» Литтерра», 2015, с.116-130

Опубликованные статьи в сборниках трудов  - 1         

  1. В.Н.Ерохин, В.А.Семёнов, А.В.Кременцова, Е.Б.Бурлакова. Фенольные растительные и синтетические антиоксиданты в профилактике злокачественных новообразований. Сб. материалов IХ Международного симпозиума «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты». Москва. 2015. С.540-544.

ЛАБОРАТОРИЯ ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Заведующая - д.х.н. Матиенко Людмила Ивановна

Телефон: (495) 939-71-40; e-mail: matienko@sky.chph.ras.ru

 

Л.И. Матиенко – выпускница МГУ им. М.В. Ломоносова (1965) и аспирантуры ИХФ АН СССР, кандидат химических наук (1976, научный руководитель - д.х.н., профессор З.К. Майзус), доктор хим. наук (2005). Работает в ИБХФ РАН с момента основания института в 1996 г., до этого времени работала в ИХФ АН СССР / РАН, начиная с 1965 г. Области научных интересов – физическая химия, гомогенный и ферментативный катализ.

 

Основные направления исследований

 

  • Конструирование новых эффективных металлокомплексных катализаторов окисления углеводородов молекулярным кислородом в целевые кислородсодержащие продукты;
  • Роль водородных связей и супрамолекулярных макроструктур в механизмах ферментативного и гомогенного катализа;
  • Механизм окисления алканов в биомиметических системах;
  • Жидкофазное каталитическое окисление органических соединений кислородом или воздухом в щелочных средах.
  • Установление механизмов окисления полиенов как модели неферментативного превращения этих соединений в биологических системах; окисление полиеновых соединений, имеющих практическое применение;
  • Реакционная способность и механизм действия синтетических и природных антиоксидантов различных классов и их смесей, в том числе внутрикомплексных соединений переходных металлов;
  • Кинетика и механизм распада гидропероксидов в присутствии металлокомплексных катализаторов.

 

Лаборатория окисления органических веществ  имеет историческое значение в жизни Института биохимической физики. Основана академиком Николаем Марковичем Эмануэлем в 1945 г. (Первоначальное название лаборатории «Лаборатория промежуточных продуктов») в составе Института химической физики. В 1965 году на базе лаборатории окисления органических веществ был создан отдел кинетики химических и биологических процессов, преобразованный в 1994г. в ИБХФ РАН. С 1954 г. в лаборатории Н.М. Эмануэля начались исследования кинетики и механизмов окисления углеводородов молекулярным кислородом в жидкой фазе, как простейшего пути получения многих полезных кислородсодержащих соединений. Одним из основных направлений лаборатории является исследование механизма ингибирования нежелательных окислительно-деструктивных процессов. Был раскрыт механизм явления избирательного ингибирования многоцентровых цепных процессов некоторыми ингибиторами (например, нитроксильными радикалами), взаимодействующими с одним из активных центров цепной реакции и не влияющим на развитие основной цепи окисления.

Развитие промышленных процессов окисления углеводородов определяется способностью исследователей управлять этими процессами. Эффективными методами управления скоростью и механизмом свободнорадикального автоокисления углеводородов является выбор среды, в которой окисление происходит (книга Н.М. Эмануэль, Г.Е. Заиков, З.К. Майзус «Роль среды в радикально-цепных реакциях окисления органических соединений в жидкой фазе» (1973), а также использование катализатора. В последние годы исследования в области гомогенного каталитического окисления углеводородов в мире происходят по двум направлениям – свободнорадикальное цепное окисление, катализируемое комплексами переходных металлов (в лаборатории - работы Л.И. Матиенко, Л.А. Мосоловой) и катализ комплексами металлов, моделирующими действие ферментов (Е.И. Карасевич, П.А. Сахаров (ранее И.П. Скибида, А.М. Сахаров, О.Н. Эмануэль). Метод модификации металлокомплексных гомогенных катализаторов добавками моно- или мультидентатных лигандов-модификаторов, впервые предложенный Л.И. Матиенко, позволил разработать новые не имеющие аналогов в мире эффективные катализаторы селективного окисления алкиларенов в соответствующие гидропероксиды, являющиеся полупродуктами многотоннажных производств (пропиленоксида и стирола (этилбензол), фенола и ацетона (кумол), (Л.И. Матиенко, Л.А. Мосолова). Впервые доказана возможность формирования супрамолекулярных макроструктур за счет водородных связей, на основе каталитически активных и устойчивых в процессах окисления комплексов металлов (Л.И. Матиенко, Л.А. Мосолова). В лаборатории проводятся многоплановые работы (П.А. Сахаров) в области «зеленой химии», использования продуктов растительного происхождения в качестве исходного сырья, различных полисахаридов (крахмал, целлюлоза, декстрины), лигнин (начаты И.П. Скибидой и А.М. Сахаровым) с целью производства бумаги, картона, в качестве связующего в производстве ДСП, ДВП, получение экологически чистых антипиренов. Окисление в присутствии комплексов меди и оснований происходит с высокими скоростями, приближающимися к ферментативным. Продолжаются традиционные направления исследований – изучение механизмов ингибирования процессов окисления синтетическими и природными антиоксидантами различных классов и их смесей, в том числе внутрикомплексных соединений переходных металлов (Л.И. Мазалецкая, А.Н. Зверев). Исследование механизмов окисления полиенов как модели неферментативного превращения этих соединений в биологических системах (А.Б. Гагарина), а также окисление полиеновых соединений, имеющих практическое применение (Н.М. Евтеева). Кинетика и механизм распада гидропероксидов в присутствии   металлокомплексных катализаторов (В.Н. Ветчинкина).

Состав лаборатории:

Ветчинкина Вера Николаевна, с.н.с., к.х.н.

Гагарина Алевтина Борисовна, с.н.с., к.х.н.

Евтеева Нина Михайловна, с.н.с., к.х.н.

Зверев Анатолий Николаевич, с.н.с., к.х.н.

Карасевич Елена Ивановна, с.н.с., к.х.н.

Мазалецкая Лидия Ивановна, с.н.с., к.х.н.

Мосолова Лариса Алексеевна, с.н.с., к.х.н.

Сахаров Павел Андреевич, н.с.

Эмануэль Ольга Николаевна, ведущий специалист, к.х.н., звание с.н.с.

 

Избранные публикации и патенты

 

1.А.Б. Гагарина, Н.М. Евтеева. Кинетические закономерности расходования ненасыщенных связей в процессе окисления бета-каротина. Химическая физика 2002, 21, 41-49.

 

  1. Е.И. Карасевич. Биомиметические реакции. В: Большая Российская энциклопедия. Т.3. М: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия. Москва (2005) 767 С.

 

  1. The chapter in the book: E.I. Karasevich. Liquid-phase oxidation of alkanes in the presence of metal compounds Biomimetic oxidation of alkanes, In: Chemical and Biological Kinetics. New Horizons. V.1. Chemical Kinetics (Ch.14, p.221-240), E.B. Burlakova, A.E. Shilov, S.D. Varfolomeev, and G.E. Zaikov (Eds.), Amsterdam-Leiden, the Netherlands: Brill. VSP. Intern. Science Publ., (2005) 685 P.

 

  1. The chapter in the book: L.I. Matienko. Solution of the problem of selective oxidation of alkylarenes by molecular oxygen to corresponding hydro peroxides. Catalysis initiated by Ni(II), Co(II), and Fe(III) complexes activated by additives of electron-donor mono- or multidentate extra-ligands, In: Chemical and Biological Kinetics. New Horizons. V.1. Chemical Kinetics (Ch.13, p.203-220), E.B. Burlakova, A.E. Shilov, S.D. Varfolomeev, and G.E. Zaikov (Eds.), Amsterdam-Leiden, the Netherlands: Brill. VSP. Intern. Science Publ., (2005) 685 P.

 

  1. Л.И. Мазалецкая. Синергическое действие бинарных смесей фенолов с N,N,N׳,N׳-тетраметил-п-фенилендиамином при торможении инициированного окисления этилбензола, Нефтехимия. 2005, 4, 305-309
  2. Зверев А.Н. Ингибирующее действие комплексов Со(III) с аминами при окислении этилбензола. Нефтехимия, 2009, 49, 335-340.

 

  1. The book: Ludmila I. Matienko, Larisa A. Mosolova, Gennady E. Zaikov. Selective Catalytic Hydrocarbons Oxidation. New Perspectives. Nova Science Publ., Inc. New York (2010) 158 P. $150.
  2. L.I. Matienko, L.A. Mosolova. The Modeling of Catalytic Activity of complexes Fe(II,III)(acac)n with R4NBr or 18-crown-6 in the Ethylbenzene Oxidation by Dioxygen in the presence of small amounts of H2O. Oxidation Commun. 2010, 33, 830-844
  3. Ludmila Matienko, Vladimir Binyukov, Larisa Mosolova and Gennady Zaikov, The selective ethylbenzene oxidation by dioxygen into a-phenyl ethyl hydroperoxide, catalyzed with triple catalytic system {NiII(acac)2+NaSt(LiSt)+PhOH}. Formation of nanostructures {NiII(acac)2·NaSt·(PhOH)}n with assistance of intermolecular H-bonds, Polymers Research Journal, 2011, 5, 423-431

 

  1. The chapter in the book: E.I. Karasevich. Biomimetic oxidation of alkanes, In: Handbook of Condensed Phase Chemistry, G.E. Zaikov and V.K. Kablov (Eds.), Ch. 26, New York: Nova Science Publ., Inc. 2011, 247-285
  2. The chapter in the book: A.M. Sakharov, P.A. Sakharov, G.E Zaikov. Cleavage of C-C bond catalytic oxidation of ethylene glycol by dioxygen in alkaline medium: the new example of one-stage oxidative.In: Modern Problems in Biochemical Physics: New Horizons, 2012, 237-24
  3. В.Н. Ветчинкина, А.Н. Зверев. Влияние состава растворителя и кислорода на каталитическую активность комплекса о-фенантролина Сu(11) в реакции распада гидроперекиси кумила. Химическая физика и мезоскопия 2012, 14, 106-111.
  4. The chapter in the book: S.M. Lomakin, A.M. Sakharov, P.A. Sakharov, G.E Zaikov. Novel class of ecofriendly flame retardants based on renewable raw materials. In: Research in Novel Materials, 2013, 47-51
  5. Ludmila I. Matienko, Vladimir I. Binyukov, Larisa A. Mosolova, Elena M. Mil, Gennady E. Zaikov, Some Supramolecular Nanostructures based on Catalytic Active Nickel and Iron Heteroligand Complexes. Functional Models of Fe(Ni) Dioxygenases, Chem. & Chem. Tech. 2014, 8, 339-348
  6. Л.Н. Шишкина, Л.И. Мазалецкая, К.М. Маракулина, Ю.К. Луканина, И.Г. Плащина, Н.И. Шелудченко, Е.В. Буравлев, И.В. Федорова, И.Ю. Чукичева, А.В. Кучин. Кинетические характеристики и физико-химические свойства изоборнилфенолов с разными алкильными заместителями в о-положении. Известия Академии наук, серия химич. 2014, 2007-2012

Патенты:

 

  1. Патент на изобретение № 2237050, 27.09.2004 Способ получения альфа-фенилэтилгидропероксида из этилбензола. Авторы: Л.И. Матиенко, Л.А. Мосолова. Патентообладатель: Институт биохимической физики РАН

 

2.Патент на изобретение № 2425069, 02.07.2009. АНТИПИРЕН, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ, СПОСОБ ОГНЕЗАЩИТНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБ ТУШЕНИЯ ОЧАГА ГОРЕНИЯ. Авторы: С.Д., Варфоломеев, С.М.Ломакин, В.Н. Горшенев, П.А. Сахаров, А.М. Сахаров, В.Л. Демин. Патентообладатель: Институт биохимической физики РАН

 

Патент на изобретение № 2445759, 27.03.2012. Способ повышения солеустойчивости растений (варианты), Авторы: А.М. Сахаров, П.А. Сахаров, Л.М. Апашева, Г.Г. Комиссаров, Патентообладатели: Институт химической физики, Институт биохимической физики РАН

 

Патент на изобретение № 2514444, 04.03.2014. Способ создания устойчивого травяного покрова для газонов, Авторы: Сахаров, П.А. Сахаров, Л.М. Апашева, Г.Г. Комиссаров, А.В. Лобанов, А.М. Бондаренко, Патентообладатели: Институт химической физики РАН, Институт биохимической физики РАН.

           

Патент на изобретение № 2547547, 12.03.2015 . Способ прерывания периода естественного покоя клубней картофеля и ускорения их прорастания. Авторы: А.М. Сахаров, П.А., Сахаров Л.М. Апашева, Е.Н.Овчаренко, Н.А.Рубцова, М.Н. Полякова, Ю.Ц. Мартиросян, Г.Г. Комиссаров, А.В. Лобанов, А.М. Бондаренко. Патентообладатель: Институт химической физики РАН

Публикации сотрудников лаборатории окисления органических веществ

за 2015 год (зав. лаб. Л.И. Матиенко)

- опубликованы в русских журналах:

  1. Matienko L.I., Mosolova L.A., Binyukov V.I., Mil E.M., Abzaldinov Kh.S., Zaikov G.E. Catalysis with two- and three-components systems based on redox inactive metal compound, LiSt, in selective ethyl benzene oxidation by dioxygen, Вестник Казанского технологического университета, 2015, Т.18 №2, 25-32. (РИНЦ)
  2. Matienko L.I., Mosolova L.A., Binyukov V.I., Mil E.M., Zaikov G.E. Application of аfm method for research of structural self-organization of complexes of Ni (and Fe) as effective homogenous catalysts, and dioxygenases models, Вестник Казанского технологического ун-та, 2015, т.18, №11, С. 35-46. (РИНЦ)
  3. Евтеева Н.М. Кинетическое исследование антиокислительного потенциала кедрового масла в процессе хранения, Хранение и переработка сельхозсырья, 2015, №10, 15-23. (имп.- фактор 0,784)
  4. Титов В.Н., Сажина Н.Н., Евтеева Н.М., Ариповский А.В., Тхагалижокова Э.М., Титрование двойных связей в жирных кислотах плазмы крови у пациентов в тесте толерантности к глюкозе, Клиническая лабораторная диагностика, 2015, №1, 12-15. (имп.- фактор 0,484)
  5. Р.М. Асеева, Л.П.Вахрушев, С.М. Ломакин, И.М.Нестеров, П.А Сахаров, Б.Б. Серков, А.Б. Сивенков, «Термоокислительное разложение нового огнезащитного средства для древесины «FRACKFIRE»», Научный интернет журнал "Технологии техносферной безопасности», 2015 г. №1, 6 страниц.

- опубликованы в иностранных журналах:

  1. L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, G.E. Zaikov, SELECTIVE ETHYLBENZENE OXIDATION WITH DIOXYGEN IN THE PRESENCE OF BINARY AND TRIPLE CATALYTIC SYSTEMS INTRODUCED REDOX INACTIVE METAL COMPOUND, LiSt, AND ADDITIVES OF MONODENTATE LIGANDS-MODIFIERS: DMF, HMPA AND PhOH. KINETICS AND MECHANISM, Oxid. Commun., 2015, V.38, N3, pp. 1169-1182. (Web of Science)
  2. L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, and G.E. Zaikov, Catalytic Activity of Bi- and Triple-component Systems Based on Redox-Inactive Metal Compounds and Additives of Monodentate Ligand Modifiers in Selective Ethylbenzene Oxidation with Dioxygen, JCDNM (J. of Charact. and Devel. of New Materials, Nova Science Publishers), V. 7, N 3 (2015).
  3. L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, E.M.Mil, G.E. Zaikov, Role of Supramolecular Nanostructures in the Mechanisms of Homogenous and Enzymatic Catalysis by Nickel and Iron Complexes. JNSST (Journal of Nature Science and Sustainable Technology, Nova Science Publishers), V.11, №4 (2015).

- опубликованные статьи в монографиях, сборниках трудов:

  1. L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov,  G.E. Zaikov, The Selective Ethylbenzene Oxidation Catalyzed with Triple Complexes NiII(acac)2∙NaSt (or LiSt)∙PhOH. Role of H-bonding and Supramolecular Nanostructures in Mechanism of Catalysis. Ch.18. In Book: Chemical Technology. Key Developments in Applied Chemistry, Biochemistry and Material Science (Eds. N. Guarrotxena, PhD, G.E. Zaikov, DSc, A.K. Haghi, PhD) . Appl. Acad. Press, Inc. Toronto, New Jarsey. 2015, P.223-242.
  2. L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, E.M.Mil, G.E. Zaikov, The Role of H-Bonding Interactions (and Supra Molecular Nanostructures Formation) in the Mechanisms of Homogenous and Enzymatic Catalysis by Iron (Nickel) Complexes, Ch.8. In Book: Physical Chemistry Research for Engineering and Applied Sciences. V.3. High Performance Materials and Methods. (Eds. Eli M. Pearce, PhD, Bob A. Howell, PhD, Richard A. Phethrick, PhD, DSc, Gennady E. Zaikov, DSc). Appl. Acad. Press, Inc. Toronto, New Jarsey. 2015, P. 63-101

ЛАБОРАТОРИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСНОВ РЕГУЛЯЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Лаборатория физико-химических основ регуляции биологических систем

Заведующий лабораторией - к.б.н., Голощапов Александр Николаевич

Тел. (495)938-05-61

 

Основные направления исследований

 

  • Свободнорадикальные и окислительные процессы в биологических мембранах;
  • Антиоксиданты и биоантиоксиданты; механизмы действия в широком интервале концентраций;
  • Роль биологических мембран в регуляции физиологических процессов в норме и при патологиях;
  • Особенности действия химических веществ в сверхмалых дозах  и физических агентов низкой интенсивности на биологические системы  различной степени сложности;
  • Физико-химические основы аромотерапии;
  • Быстрые фотохимические и фотофизические процессы в наноразмерных системах;
  • Разработка спектрально-флуорисцентных и фотохимических зондов для изучения наноструктур;
  • Выяснение закономерностей старения на микро- и макроуровнях.
  • Системы репарации белков в клетке.

 

Основа научных направлений лаборатории возникла в Институте химической физики им. Н.Н.Семенова РАН еще на рубеже 1950-х - 1960-х годов, когда по инициативе академика Н.М. Эмануэля были начаты систематические исследования роли свободно-радикальных состояний в биологических процессах, продолжающиеся и по сей день. Бóльшая часть этих пионерских работ была выполнена Бурлаковой Е.Б., Храповой Н.Г., Молочкиной Е.М., Пальминой Н. П., Алесенко А.В. Установлена роль пероксидного окисления и природных антиоксидантов в возникновении и развитии разнообразных патологических состояний (лучевая болезнь, канцерогенез, опухолевый рост, нейродегенеративные заболевания и др.) и изучены возможности торможения развития этих болезней с помощью ингибиторов радикальных реакций – антиоксидантов Эти исследования привели  к созданию нового направления в науке – биофизики и биохимии антиоксидантов  и антиоксидантнотерапии, что послужило основой для создания отечественных медицинских препаратов. Этот цикл работ «Создание и внедрение в медицинскую практику антиоксидантных препаратов для лечения и профилактики цереброваскулярных заболеваний» удостоен Премии Правительства РФ в  области науки и техники за 2002 год.

Фундаментальной основой для выяснения механизмов развития как физиологичеси нормальных процессов (регенерация органов и тканей; размножение клеток и др.), так и патологических состояний, упомянутых выше, явились многолетние исследования по изучению пероксидного окисления и состава липидов; структуры биологических мембран, активности мембрано-связанных ферментов при развитии этих процессов Результатом этих работ было открытие в мембранах клеток регуляторной системы, поддерживающей пероксидное  окисление липидов на стационарном уровне, за счет изменения состава липидов мембран и скорости их обновления.

        С 1983 года в лаборатории изучаются эффекты биологического действия сверхмалых доз химических соединений и физических агентов низкой интенсивности. К настоящему моменту сформулированы их основные закономерности и установлена общность действия  как химических, так и физических факторов в сверхмалых дозах, которые обусловлены существованием общего механизма восприятия биообъектами столь низкого сигнала В частности установлено, что систематический прием крайне малых доз синтетических и природных антиоксидантов в виде эфирных масел пряно-ароматических растений способен оказывать влияние на различные стороны жизнедеятельности организма. Полученные результаты свидетельствуют о том, что эфирные масла являются новым классом биологически активных веществ, перспективным для изучения в качестве природных средств  профилактического и терапевтического действия.

      При изучении механизма действия биологически активных веществ в сверхмалых дозах установлено, что мишенью их действия являются липиды биологических; принципиальную роль при этом играет полярность растворителя  и наличие магнитного поля Земли.

Нанохимия, нанобиология в настоящее время оказывают революционизирующее влияние на все области современной науки и технологии. В группе фотоники химических и биологических наноразмерных систем под руководством доктора химических наук П.П. Левина успешно используются современные кинетические (импульсный фотолиз, остановленная струя и др.) и спектрально-флуоресцентные методы с использованием фотохимических и спектрально-флуоресцентных зондов для исследования структуры и физико-химических свойств нанообъектов Одно из основных научных направлений группы – разработка спектрально-флуоресцентных и фотохимических зондов и хемосенсоров на основе органических красителей и фотосенсибилизаторов в целях их использования для клеточной диагностики и изучения внеклеточных биологических сред.

         Ключевой механизм многих социально значимых заболеваний (катаракта, болезнь Альцгеймера, желчекаменная болезнь) - потеря нативной конформации белков. Белки денатурируют и агрегируют не только в результате усиления свободно-радикального окисления, но и в результате нарушения деятельности систем репарации клеточных белков. Одной из таких восстановительных систем в клетке являются малые белки теплового шока (sHSP). Классическим представителем sHSP является белок a-кристаллин. Нарушение функции этого белка приводит к помутнению хрусталика (катаракте). Сотрудниками лаборатории было впервые показано, что развитие катаракт различного генеза (возрастные, радиационные, ультрафиолетовые) основано на едином механизме – нарушении нативной структуры и агрегации белков-кристаллинов. Исследование шапероноподобных свойств альфа-кристаллина показало, что снижение активности этого белка может быть скомпенсировано с помощью низкомолекулярных соединений. В частности комбинация дипептида N-ацетилкарнозина и тетрапептида пантетина способна восстановить нарушенную функцию a-кристаллина. Это позволило предложить новый класс антикатарактальных препаратов – шапероноподобные. Совместные исследования с ФБГУН НИИ ГБ показало, что такой препарат эффективно тормозит развитие катаракты.  Основной задачей текущих исследований является изучение молекулярного механизма нарушения шапероноподобной активности a-кристаллина под действием различных катарактогенных факторов (ультрафиолет, окислительный стресс).

 

Состав лаборатории:

 

Бурлакова Елена Борисовна; зав.отделом , д.б.н., профессор

Пальмина Надежда Павловна; гл.н.с., д.б.н., профессор

Серебряный Александр Маркович; гл.н.с. , д.х.н.

Жижина Галина Павловна; в.н.с., д.х.н.

Гендель Леонид Яковлевич; в.н.с., д.б.н.

Миль Елена Михайловна; в.н.с., д.б.н.

Бинюков Владимир Иванович; с.н.с., к.б.н.

Левин Петр  Петрович; в.н.с., д.х.н.

Татиколов Александр Сергеевич ; в.н.с. , д.х.н.

Оловников Алексей Матвеевич ; в.н.с. , к.б.н.

Молочкина Елена Михайловна ; в.н.с. , к.б.н.

Голощапов Александр Николаевич ; с.н.с. , к.б.н.

Жигачева Ирина Валентиновна; в.н.с., д.б.н.

Наглер Лена Григорьевна; с.н.с., к.х.н.

Муранов Константин Олегович; с.н.с., д.б.н.

Фаткуллина Людмила Дмитриевна; с.н.с., к.б.н.

Иваненко Галина Федоровна; с.н.с., к.б.н.

Полянский Николай Борисович; с.н.с., к.б.н.

Козаченко Антонина Ивановна; с.н.с., к.х.н.

Алексеева Ольга Михайловна; с.н.с., к.б. н.

Трещенкова Юлия Алексеевна; с.н.с., к.б.н.

Шведова Людмила Александровна; с.н.с., к.ф.-м.н.

Халявкин Александр Викторович; с.н.с., к.б.н.

Мамаев Валерий Борисович; с.н.с., к.б.н.

Кузнецов  Леонид Владимирович; н.с. 

Кузнецова Наталья Владимировна; н.с. 

Заварыкина Татьяна Михайловна ; н.с. , к.б.н.

Аткарская Марина Васильевна; н.с. 

Алинкина Екатерина Сергеевна; м.н.с. 

Герасимов Николай Юрьевич; н.с. 

Пронкин Павел Геннадьевич; н.с., к.х.н.

Юнина Елена Ивановна ; ст. лаб. 

Сультимова Наталья Борисовна; с.н.с. 

Подчуфарова Д.Е.; м.н.с. 

Воробьева А.Н.; н.с. 

Бекова Ш.Х.; м.н.с., к.х.н.

 

Избранные публикации

 

  1. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.В., Молочкина Е.М., Пальмина Н.П., Храпова Н.Г., Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте, М., Наука, 1975, 225стр.
  2. Burlakova E.B., Molochkina E.M., Palmina N.P., Role of Membrane Lipid Oxidation in Control of Enzymatic Activity in Normal and Cancer Cells, in: Advances in Enzyme Regulation, 1980, 163-175.
  1. Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. , Перекисное окисление липидов мембран и природные антиоксиданты, Успехи химии, 1985, 54, 1540 – 1556.
  1. Бурлакова Е.Б., Пальмина Н.П. , Антиоксиданты в химиотерапии опухолей, Вопросы онкологии, 1990, 36, 1155-1162.
  1. Burlakova Ye.B., Maltseva Ye.L., Palmina N.P., A Physicochemical System Regulating Lipid Peroxidation in Biomembranes during Tumor Growth, in: Membrane Lipid Oxi-dation, v.III, CRC Press, Ed. By Carmen Vigo-Pel-frey, 1991, Boca Raton Ann Arbor- Boston, 209-237.
  1. Пальмина Н.П., Мальцева Е.Л., Бурлакова Е.Б., Протеинкиназа С – пероксилипидзависимый фермент, Химическая физика, 1995, 47-54.
  1. Молочкина Е.М., Озерова И.Б., Бурлакова Е.Б., Действие фенозана и экзогенного ацетилхолина на ацетилхолинэстеразу и систему липидной пероксидации в мембранах клетокголовного мозга, Российский химический журнал, 1999, 43, 63.
  1. Бурлакова Е.Б., Конрадов А.А., Мальцева Е.Л., Сверхслабые воздействия химических соединений и физических факторов на биологическиесистемы, Биофизика, 2004, 49, 551- 564.
  1. Белов В.В., Мальцева Е.Л., Пальмина Н.П., Бурлакова Е.Б., Роль полярности растворителя в механизме действия биологически активных веществ в сверхмалых дозах, Доклады Академии наук, 2004, 399, 548-550.
  1. Molochkina E.M., Zorina O.M., Fatkullina L.D., Goloschapov A.N., Burlakova E.B., H2O2 modified membrane structure and activity of acetilcholinesterase, Chemico-Biological Interactions, 2005, 157-158, 401-404.
  1. Пальмина Н. П., Мальцева Е.Л., Часовская Т.Е., Действие разбавленных растворов биологически активных веществ на клеточные мембраны, Биофизика, 2014, 59, 704-716.
  1. Аlexander Konovalov, Irina Ryzhkina, Elena Maltseva, Laysan Murtazina, Yulya Kiseleva, Valery Kasparov, Nadezhda Palmina, Nanoassociates formation in highly diluted water solutions of potassium phenosan with and without permalloy shieling, Electromagnetic Biology and Medicine, 2015, 34, 141-146.
  1. Levin P.P., A.S. Tatikolov, A.V. Laptev, A.Yu. Lukin, N.E. Belikov, O.V. Demina, A.A. Khodonov, V.I. Shvets, S.D. Varfolomeev. The investigation of the intermediates of spiropyran retinal analogs by laser flash photolysis techniques with different excitation wavelengths. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2012. V. 231, No. 1, p. 41–44.
  1. A.S. Tatikolov. Polymethine dyes as spectral-fluorescent probes for biomacromolecules. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Reviews. 2012. V. 13. No. 1. P. 55-90.
  1. O.V. Demina, P. P. Levin, N. E. Belikov, A. V. Laptev, A. Y. Lukin, V. A. Barachevsky, V. I. Shvets, S. D. Varfolomeev, A. A. Khodonov. Synthesis and photochromic reaction kinetics of unsaturated spiropyran derivatives. J. Photochem. and Photobiol. A: Chemistry, 2013, V 270, p. 60– 66.
  1. Молочкина Е.М., Фаткуллина Л.Д., Подчуфарова Д.Е., Голощапов А.Н., Гаврилова С.И., Федорова Я.Б., Клюшник Т.П., Бурлакова Е.Б. Особенности структурированного статуса мембран эритроцитов при синдроме мягкого когнитивного снижения. Психиатрия, 2014, №01(61), с.21-26.
  1. Бурлакова Е.Б., Аткарская М.В., Фаткуллина Л.Д., Андреев С.Г. Радиационно-инкуцированные изменения структурного состояния мембран клеток крови человека. Радиационная биология, 2014, т.54, №2.С. 162-168
  1. Алинкина Е.С., Мишарина Т.А., Фаткуллина Л.Д., Наглер Л.Г., Козаченко А.И., Медведева И.Б., Голощапов А.Н., Бурлакове Е.Б. Влияние приема малых доз эфирных масел на антиоксидантный статус эритроцитов печени и мозга мышей. Прикладная биохимия и микробиология, 2014, т. 50, №1, с.101-107.
  1. Н.Ю. Герасимов, О.В. Неврова, В.В. Каспаров, А.Н. Голощапов, Е.Б. Бурлакова. Исследование методом ЭПР-спиновых зондов действия димебона и NT-1505 на микровязкость мембран синаптосом, выделенных из мозга мышей, in vivo.Биофизика, 2014, т.59, вып. 2, с.304-309
  1. Патент РФ № 2475258 от 20.02.2013:    Бурлакова Е.Б., Варфоломеев  С.Д., Мишарина Т.А., Фаткуллина Л.Д.,  Воробьева А.К.,  Алинкина Е.С., Голощапов А.Н., Ерохин В.Н., Семенов В.А. «Профилактическое средство, способствующее увеличению продолжительности жизни (варианты)»  Заявка № 2011145158 от 09.11.2011, положительное решение от 26 сентября 2012 г. 
  1. Borzova V.A., Markossian K.A., Muranov K.O., Polyansky N.B., Kleymenov S.Y. Kurganov B.I. Quantification of anti-aggregation activity of UV-irradiated alpha-crystallin. Int.J.Biol.Macromol. 2015, 73, 84-91. Ссылка для скачивания: https://www.researchgate.net/publication/268882962_Quantification_of_anti-aggregation_activity_of_UV-irradiated_-crystallin
  1. Muranov K.O., Maloletkina O.I., Poliansky N.B., Markossian K.A., Kleimenov S.Y., Rozhkov S.P., Goryunov A.S., Ostrovsky M.A. Kurganov B.I. Mechanism of aggregation of UV-irradiated bL-crystallin. Exp.Eye Res. 2011, 92, 76-86. Ссылка для скачивания: https://www.researchgate.net/publication/268882962_Quantification_of_anti-aggregation_activity_of_UV-irradiated_ L-crystallin
    https://www.researchgate.net/publication/260988689_Mechanism_of_aggregation_of_UV-irradiated_L-crystallin
  1. Muranov K.O., Poliansky N., Kurova V.C., Riabokon A.M., Sheremet N.L., Fedorov A.A., Bannik K.I., Abrosimova A.N., Ostrovsky M.A. Comparative Study on Aging, UV Treatment, and Radiation on Cataract Formation. Biophysycs., 2010, 55, 870-877. Ссылка для скачивания: https://www.researchgate.net/publication/225548402_Comparative_study_on_aging_UV_treatment_and_radiation_on_cataract_formation
  1. Муранов К.О., Дижевская А.К., Полянский Н.Б., Додонова С.В., Островский М.А. (2010). Короткоцепочечные пептиды как перспективный класс антикатарактальных препаратов шаперон-подобного действия: молекулярный механизм торможения агрегации кристаллинов хрусталика пантетином. Известия академии наук. Серия химическая. 2010, 1, 221-7. Ссылка для скачивания: https://www.researchgate.net/publication/225442811_Short-chain_peptides_as_a_promising_class_of_chaperone-like_anticataract_agents_Molecular_mechanism_of_inhibition_of_crystallin_aggregation_by_pantethine
  1. Аветисов С.Э., Полунин Г.С., Шеремет Н.Л., Макаров И.А., Федоров А.А., Карпова О.Е., Муранов К.О., Тимофеева А.K., Соустов Л.В., Челноков Е.В., Битюрин Н.М., Сапогова Н.В., Немов В.В., Болдырев А.А., Островский М.А. Поиск шаперон-подобных антикатарактальных препаратов-антиагрегантов кристаллинов хрусталика глаза. Сообщение четвёртое: Изучение воздействия смеси ди- и тетра-пептидов на «пролонгированной» модели ультрафиолет-индуцированной катаракты у крыс. Вестник офтальмологии 2008, 124, 12-16. Ссылка для скачивания: https://www.researchgate.net/publication/5362979_Chaperon-like_anticataract_agents_the_antiaggregants_of_lens_crystallin._Communication_4._Study_of_the_effect_of_a_mixture_of_di-_and_tetrapeptides_on_a_prolonged_rat_model_of_UV-induced_cataract
  1. Состов Л. В., Челноков Е. В., Битюрин Н. М., Немов В. В., Аветисов С. Э., Полунин Г. С., Шеремет Н. Л., Карпова О. Е., Муранов К. О, Островский М. А. Фармакрологическая композиция для профилактики и лечения начальной стадии возрастной катаракты. Патент [RU 2352352 C1], Российская федерация. 3-12-2007. Ссылка для скачивания: http://bd.patent.su/2352000-2352999/pat/servl/servlet8c5e.html


Публикации сотрудников лаборатории физико-химических основ регуляции биологических систем за 2015 год (зав. лаб. Е. Б. Бурлакова

Опубликованы статьи в российских журналах – 23 статьи

Н.Ю. Герасимов, О.В. Неврова, А.Н. Голощапов, Е.Б. Бурлакова. «Действие NT-1505 на структуру мембран эндоплазматического ретикулума in vivo.» БИОФИЗИКА, 2015, том 60, вып. 5, c. 931-935

Расулов М. М., Абзаева, К. А.  Яхкинд М. И.,. Жигачева, И. В,  Николаева И. С., Расулов Р. М., Воронков М. Г. Комплекс трис-(2-гидроксиэтил)амина с бис-(2-метилфеноксиацетатом) цинка как ингибитор синтеза кислой холестеролэстеразы тромбоцитов и мононуклеаров. Известия Академии наук. Серия химическая, 2015, № 7, стр. 1686-1688

Расулов М. М., Абзаева, К. А.  Яхкинд М. И.,. Жигачева, И. В,  Николаева И. С., Расулов Р. М., Воронков М. Г. Препарат Трекрезан — стимулятор силы и выносливости мышечной системы. Возможные молекулярные механизмы его действия. Известия Академии наук. Серия химическая, 2015, № 7, 1682-1685.

Жигачева И.В., Бинюков В.И., Миль Е.М, Генерозова И.П., Расулов М.М. Влияние германийорганического соединения на функциональное состояние митохондрий растительного и животного происхождения, Научный альманах 2015, 7 (9). 955-966

Жигачева И.В., Бурлакова Е.Б., Мишарина Т.А., Крикунова Н.И., Теренина М.Б. Активность I.комплекса дыхательной цепи митохондрий определяется жирнокислотным составом мембран этих органелл. В сб. «Теоретические и приклад ные вопросы науки и образования. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 31 января 2015 г.» ч. 7. Тамбов 2015, UCOM,  37-48, IBSN 978-5-906766-80-9,IBSN 978-5-906766-87-8 (Часть 7).

Жигачева И.В., Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н. Фенозан калия изменяет функциональные характеристики митохондрий проростков гороха. В сб. « МатериалыIX Международного симпозиума Фенольные соединения. Фундаментальные и прикладные аспекты. 20-25 апреля 2015 г. Москва», 2015, 54-59,IBSN 978-5-9906617-8-3

Жигачева И.В., Бинюков В.И., Миль Е.М., Бурлакова Е.Б. Антистрессовые свойства герматрана. В сб. «Материалы Международной конференции Рецепторы ит внутриклеточная сигнализация. 25-28 мая 2015, Пущино» 2015, Пущино, 2015, т.2, 456-461 IBSN- 978-5-903789-21-4

Жигачева И.В, Бурлакова Е.Б., Фаттахов С.Г Коновалов А.И.Геомагнитное поле изменяет эффекты малых и сверхмалых концентраций мелафена на функциональное состояние митохондрий. В сб «X Международная научно-техническая конференция«Актуальные вопросы биологической физики и химии» БФФХ – 2015г. Севастополь, 17-21 августа 2015 г.,с.11-15

Жигачева И.В, Бурлакова Е.Б., Генерозова И.П. Регуляторы роста и развития растений предотвращают дисфункцию митохондрий проростков гороха в условиях недостаточного увлажнения. В сб. материалов конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной экспериментальной биологии растений», посвященной 125-летию Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, 2015, 242-246.

Трещенкова Ю.А., Шевченко Т.Ф., Каламкаров Г.Р., Бурлакова Е.Б.  Гликолитические ферменты эритроцитов крови у больных с рассеянным склерозом и ретробульбарным невритом. //  Журнал  Биомедицинская  Радиоэлектроника, 2015 г., № 4, С. 86-88.

П.Г. Пронкин, А.С. Татиколов. Фотохимические свойства оксакарбоцианиновых красителей в растворах и в комплексах с ДНК. Химия высоких энергий. 2015. Т. 49. № 5. С. 368–371.

П.Г. Пронкин, А.С. Татиколов. Спектрально-флуоресцентные свойства анионного оксакарбоцианинового красителя в комплексах с сывороточным альбумином человека. Журн. прикл. спектр. 2015. Т. 82. № 3. С. 429-435.

П.Г. Пронкин, О.Н. Сорокина, А.В. Бычкова, М.Н. Колганова, А.Л. Коварский, М.А. Розенфельд, А.С. Татиколов. Перенос энергии электронного возбуждения между молекулами цианиновых красителей в комплексе с белком и в системах магнитных наночастиц с белковыми покрытиями. Химия высоких энергий. 2015. Т. 49. № 1. С. 26–31.

Л.А. Шведова, А.С. Татиколов, Ж.А. Красная. Спектрально-флуоресцентные свойства кросс-сопряженных ,’-бисаминополиенов, содержащих пирановый или дигидропиридиновый цикл с акцепторными группами различного строения. Химия высоких энергий. 2015. Т. 49. № 5. С. 362-367.

Н.Б. Чеснокова, В.В. Нероев, О.В. Безнос, Г.А. Бейшенова, И.Г. Панова, А.С. Татиколов. Влияние инстилляций дексаметазона и супероксиддисмутазы на течение увеита и локальные биохимические процессы (экспериментальное исследование). Вестник офтальмологии. 2015. Т. 131. № 3. С. 71-75.

И.Р. Мардалейшвили, Л.С. Кольцова, Н.Л. Зайченко, А.И. Шиенок, П.П. Левин, А.С. Татиколов. Особенности фотохромизма и люминесценции динитрозамещенного гидроксиазометинспиропирана. Химия высоких энергий. 2015. Т. 49. № 1. С. 32-37.

А.М. Серебряный. О множественности механизмов формирования радиационного адаптивного ответа у лимфоцитов периферической крови человека. Цитология. 2015. Т.57. №5. С. 311-318.

И.И. Пелевина, А.В. Алещенко, М.М. Антощина, В.А. Бирюков, О.Б. Карякин, М.Ф. Никонова, Е.В. Рева,  А.М. Серебряный. Изменение свойств лимфоцитов периферической крови доноров и больных раком предстательной железы: реакция лимфоцитов на облучение in vitro. Радиационная биология. Радиоэкология. 2015, Т. 55, №5, с. 485-494.  

Т.А. Мишарина,  Е.С. Алинкина, И.Б.Медведева. Антирадикальные свойства эфирных масел и экстрактов гвоздики и душистого перца. // Прикладная биохимия и микробиология. 2015. Т. 51.  № 1. С.99-104.

Т.А. Мишарина, Е.С.Алинкина, М.Б.Теренина, Н.И.Крикунова,  В.И.Киселева, И.Б.Медведева, М.Г.Семенова. Ингибирование  автоокисления льняного масла эфирными маслами и экстрактами пряно-ароматических растений. // Прикладная биохимия и микробиология. 2015. Т. 51.  № 4. С. 412-423.

Перцов С.С., Калиниченко Л.С., Коплик Е.В., Наглер Л.Г., Алинкина Е.С., Козаченко А.И. Воздействие мелатонина на активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах крови крыс при остром эмоциональном стрессе. //Биомедицинская химия  том 61, выпуск:3 394-399

М. А. Розенфельд, С. Д. Разумовский, А. Н. Щеголихин,М. Л. Константинова, Н. Б. Сультимова, А. И. Козаченко, Л. Г. Наглер, А. В. Бычкова, В. Б. Леонова .Природа активных промежуточных частиц в процессах индуцированного озоном окисления  фибриногена, // ДАН.  2015, Т. , N 6. С.729-732.


Опубликованы статьи в иностранных журналах – 14 статей

Zhigacheva Irina, Generozova Inna ,Shugaev Aleksandr , Misharina Tamara , Terenina Mariya  and Krikunova Natalya. Organophosphorus Plant Growth Regulators Provides High Activity Complex I Mitochondrial Respiratory Chain Pisumsativum L Seedlings in Conditions Insufficient Moisture. Annual Research & Review in Biology. 2015, 5(1), 85-96

Zhigacheva I., Binyukov  V., Mil’ E., Fattahov S., Konovalov  A. The Geomagnetic Field Affect the Manifestation of Activity of Synthetic Biologically Active Substances. J. Advances in Biology 2015, 8 (2), 1581-1588.

Binyukov V. I. Mil’ E. M, Zhigacheva I. V., Generozova I. P., Rasulov M.M. Morphological and bioenergetical characteristics of mitochondria under stress and the action of the  organogermanium compound. Journal of Nature Science and Sustainable Technology, 2015, 9, Issue 2, 439-451.

P. Levin, A. F. Efremkin, I. V. Khudyakov "Kinetics of benzophenone ketyl free radicals recombination in a polymer: reactivity in the polymer cage vs. reactivity in the polymer bulk" Photochemical & Photobiological Sciences, 2015, V 14, № 5, pp: 891-896.

P. Levin, A. S. Tatikolov, N. L. Zaichenko,, A. I. Shieno, L.S. Koltsova, I. M. Sherbakova, I. R. Mardaleishvili, A. A. Berlin "Kinetics of photochemical reactions of biphotochromic compounds based on spironaphthopyran and enamine - conjugation effect" Photochemical & Photobiological Sciences, 2016, V 15, DOI: 10.1039/C5PP00314H.

Pronkin P.G., Bychkova A.V., Sorokina O.N., Tatikolov A.S., Kovarskii A.L., Rosenfeld M.A. Synthesis and spectral-fluorescent study of protein coatings of magnetic nanoparticles using carbocyanine dyes. Journal of Nature Science and Sustainable Technology. 2015. V. 9. No. 3. P. 1-13.

Zavarykina T.M., Atkarskaya M.V., Loginov V.I., Burdennyy A.M., Zhizhina G.P. «Analysis of hOGG1, XRCC1 and ERCC2 polymorphisms and association with Lung and Upper Airways Cancer Risk.»  American J. Biol. Chem. 2015. V.3. N 2. 33- 38.

Loginov V.I., Atkarskaya M.V.,  Burdennyy A.M., Zavarykina T.M., Kazubskaya T.P., Nosikov V.V., Braga E.A., Zhizhina G.P. «Analysis of TP53, MDM2 and CDKN1 polymorphisms in Nonsmall Cell Lung Cancer Patients from the Moscow Region.»  Research. 2015. V.2. P. 1315-1316. 

Zavarykina T.M., Burdennyy A.M., Loginov V.I., Ignatova E.O., Glazkova E.N., Frolova M.A., Stenina M.B. «Role of BRCA1 dysfunction in sporadic triple-negative breast cancer.»  EJC Supplements. 2015.   V. 13(1).  69 -70.

L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, G.E. Zaikov, SELECTIVE ETHYLBENZENE OXIDATION WITH DIOXYGEN IN THE PRESENCE OF BINARY AND TRIPLE CATALYTIC SYSTEMS INTRODUCED REDOX INACTIVE METAL COMPOUND, LiSt, AND ADDITIVES OF MONODENTATE LIGANDS-MODIFIERS: DMF, HMPA AND PhOH. KINETICS AND MECHANISM, Oxid. Commun., 2015, V.38, N3, pp. 1169-1182. (Web of Science)

L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, and G.E. Zaikov, Catalytic Activity of Bi- and Triple-component Systems Based on Redox-Inactive Metal Compounds and Additives of Monodentate Ligand Modifiers (DMF, HMPA and PhOH) in Selective Ethylbenzene Oxidation with Dioxygen, JCDNM, V. 7, N 3 (2015).

L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, E.M.Mil, G.E. Zaikov, Role of Supramolecular Nanostructures in the Mechanisms of Homogenous and Enzymatic Catalysis by Nickel and Iron Complexes. JNSST, V.11, №4 (2015).

I. Binyukov, E. M. Mil1,, I. V. Zhigacheva,,I. P. Generozova, and M. M. Rasulov, MORPHOLOGICAL AND BIOENERGETIC CHARACTERISTICS OF MITOCHONDRIA UNDER STRESS AND ACTION OF ORGANOGERMANIUM COMPOUNDS. Journal of Nature Science and Sustainable Technology ,Volume 9, Number 2 p.439-451

Borzova,V.A., Markossian,K.A., Muranov,K.O., Polyansky,N.B., Kleymenov,S.Y. and Kurganov,B.I. (2015). Quantification of anti-aggregation activity of UV-irradiated alpha-crystallin. Int.J.Biol.Macromol. 73, 84-91.

 

- опубликованные статьи в монографиях, сборниках трудов:

M.G. Semenova, A.S. Antipova, M.S. Anokhina, L.E. Belyakova, Yu.N. Polikarpov, D.V. Zelikina, E.I. Martirosova,  N.P. Palmina, V.I. Binyukov, V.V. Kasparov, N.G. Bogdanova. «Structural and thermodynamic insight into the potentiality of food biopolymers to behave as smart nanovehicles for essential polyunsaturated lipids” in: «Nanotechnology in Food Industry», 2015  volume 2: ENCAPSULATIONS; Elsevier Inc.

Yu. Gerasimov, O. V. Nevrova, V. V. Kasparov, A. L. Kovarskij, A. N. Goloshchapov, and E. B. Burlakova. Dimebon Effect on the Fluidity of Mice Synaptosomal Membrane by EPR Spin Labeling Method // Life Chemistry Research Biological Systems. 2015, Part II, pp.97-108

Герасимов Н.Ю., Неврова О.В., Голощапов А.Н., Бурлакова Е.Б. Исследование вязкостных свойств мембран органелл мозга мышей с экспериментальной патологией, моделирующей деменцию Альцгеймеровского типа. Научный журнал ''Globus'', 2015, часть 3, с. 5-8

Молочкина Е.М., Фаткуллина Л.Д., Козаченко А.И., Наглер Л.Г., Шевченко Т.Ф., Трещенкова Ю.А., Голощапов А.Н., Каламкаров Г.Р., Бурлакова Е.Б. Показатели окислительного стресса, структуры и функциональной активности эритроцитарных мембран на преклинических  стадиях нейродегенеративных заболеваний. Биоантиоксидант: труды IX  Международной конференции. Москва, 29 сентября-2 октября 2015 г. – Москва: РУДН, 2015. 345 с.  с.114-129.

Трещенкова Ю.А., Голощапов А.Н., Шишкина Л.Н, Бурлакова Е.Б.   Действие малых доз антиоксиданта фенозана и облучения на гликолитические ферменты субклеточных структур клеток мозга. // Труды 9-й  Международной конференции «Биоантиоксидант» 2015 г., С. 135-140.

P.G. Pronkin, A.S. Tatikolov. Chapter 15. Spectral-fluorescent study of the effect of complexation with аnionic polyelectrolytes on cis-trans equilibrium of oxacarbocyanine dyes. In: Physical Chemistry Research for Engineering and Applied Sciences. Vol. 1. Principles and Technological Implications. Edited by E.M. Pearce, B.A. Howell, R.A. Pethrick and G.E. Zaikov. Apple Academic Press, CRC Press. Toronto New Jersey, 2015, P. 257-272.

Заварыкина Т.М., Аткарская М.В., Бурденный А.М., Логинов В.И., Жижина Г.П., Бурлакова Е.Б. «Исследование полиморфных маркеров генов репарации ДНК hOGG1,  XRCC1 и ERCC2 с риском развития немелкоклеточного рака легкого и рака верхних дыхательных путей.» // Сборник статей по материалам ХXVII  Международной научно-практической конференции «Естественные и математические науки в современном мире» №2 (26). 146-156. Новосибирск. 2015. Изд. СибАК

Фаткуллина Л.Д., Бурлакова Е.Б., Заварыкина Т.М., Жижина Г.П. «Действие антиоксиданта фенозана на структурные характеристики мембран и ДНК при развитии спонтанного лимфолейкоза мышей».// Труды IX Международного симпозиума «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты». Москва. 2015. 732-733.

Заварыкина Т.М., Жижина Г.П., Фаткуллина Л.Д., Голощапов А.Н., Бурлакова Е.Б. «Антиоксидантное действие фенозана на параметры ДНК и окислительного стресса у мышей линии AKR при развитии лейкоза и облучении». Труды IX Международной конференции «Биоантиоксидант». Москва. 2015. 141-147. Изд. Российского университета дружбы народов.

Кривандин А.В., Шаталова О.В., Фаткуллина Л.Д., Голощапов А.Н., Бурлакова Е.Б. Рентгенодифракционное исследование липидных плёнок с фенольным антиоксидантом ИХФАН // Сборник материалов IX Международного симпозиума: «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты». - Москва. 2015. С. 92-96.

Мишарина Т.А., Фаткуллина Л.Д., Бурлакова Е.Б. Действие малых доз фенол-содержащих эфирных масел на мышей. // Сборник материалов IX Междцнародного симпозиума: «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты». Москва. 2015. С. 605-610.

Мишарина Т.А., Фаткуллина Л.Д., Алинкина Е.С., Воробьева А.К., Голощапов А.Н., Бурлакова Е.Б. Биоантиоксидантное и геропротекторное действие природных антиоксидантов на мышей in vivo.// Биоантиоксидант. Труды IX Международной конференции. – Москва. 2015. С. 263-270.

Алексеева О.М., Кременцова А.В., Фаткуллина Л.Д., Шибряева Л.С., Голощапов А.Н., Ким Ю.А. «Действие растворов и эмульсий биологически активных веществ на модели предшественников живых существ» X всероссийская школа - конференция молодых ученых "теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем" (Крестовские чтения) 26 - 30 октября 2015 г. г. Иваново, Россия,  стр. 3-10.

Алексеева О.М., Фаткуллина Л.Д., Ким Ю.А., Голощапов А.Н. «Структурирующая роль фенозана в модельных и био-мембранах» IX Международный Симпозиум «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты», 20-25 апреля 2015 г. г. Москва. стр.20-24.

Алексеева О.М., Ким Ю.А. «Вклад пассивной проницаемости мембран саркоплазматического ретикулума в кофеин-зависимую Са2+-сигнализацию в скелетно-мышечной клетке» Международная конференция «Рецепторы и внутриклеточная сигнализация» г. Пущино 25-28 мая 2015 г. стр.147-152.

Алексеева О.М., Фаткуллина Л.Д., Голощапов А.Н. «Некоторые подходы к усилению ответа экспериментального биообъекта на стимуляцию для получения регистрируемого результата» Юбилейная X Международная научно-техническая конференция «Актуальные вопросы биологической физики и химии» БФФХ – 2015 г. Севастополь 17-21 августа 2015 г. стр. 93-97.

Алексеева О.М., Фаткуллина Л.Д., Кременцова А.В., Голощапов А.Н. «Влияние фенозана и его производных на структурные свойства мембран животного происхождения» в трудах IX международной конференции «Биоантиоксидант» Москва 2015 статья стр.95-106.

Миль Е.М. АНТИОКСИДАНТ ФЕНОЗАН ВЫЗЫВАЕТ ИНДУКЦИЮ АНТИАПОПТОЗНОГО БЕЛКА BCL-2.  «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты»,  в сборнике материалов IX Международного Симпозиума, 20-25 апреля 2015 г. в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук (г. Москва). Стр.106-110 


опубликованы главы в книгах:

  1. N. Yu. Gerasimov, O. V. Nevrova, V. V. Kasparov, A. L. Kovarskij, A. N. Goloshchapov, and E. B. Burlakova. Using of the EPR Spin Labeling for the Investigation of the Synaptosomal Membrane Fluidity Changes under Dimebon Injection in vivo // Chemical Technology
    Key Developments in Applied Chemistry, Biochemistry and Materials Science. 2015, Chapter 7, pp.89-101

  2. O.M. Alekseeva «A Study on the Influence of the Treatment by the Cleaned Soluble Proteins to the Fragmented Sarcoplasmic Reticulum» 5. Part 5: Biological Medicine In production July 2015, in Book “Life Chemistry Research Biological Systems” (Editors: R Joswik, G.E. Zaikov, A.K. Haghi) Apple Academic Press P.61-76.

  3. O.M. Alekseeva and Yu.A. Kim «Investigation on the Action of Two Types of Biological Active Substances to the Soluble Proteins That Enriched the Animal’s Blood Serum» in Book “Biological Materials Biological Medicine July 2015, Life Chemistry Research Biological Systems (Editors: R. Joswik, G.E. Zaikov, A.K. Haghi)  Apple Academic Press Part I3: P. 139-153.

  4. A.V. Krementsova, V.N. Erokhin, V.A. Semenov, and O.M. Alekseeva «The Aqua Melafen Solutions Influences on the Parameters of the Mice's Solid Carcinoma Luis Development» // In book "The Chemistry and Physics of Engineering Materials, Volume 1 Modern Analytical Methodologies" Editors: A.A. Berlin, DSc R. Joswik, PhD Reviewers and Advisory Members:G. E. Zaikov, DSc, and A. K. Haghi, PhD Apple Academic Press, 2015 г. Chapter 3.

  5. M. Alekseeva, Yu. A. Kim «A Case Study On The Interactions Melafen And Ihfans With Soluble Protein» // In book Chemical Technology Key Developments in Applied Chemistry and Materials Science Editors: Nekane Guarrotxena, Gennady E. Zaikov, A. K. Haghi, Chapter 8. 3/11/2015 Р 101-117.

  6. Alekseeva O.M., Krivandin A.V., Shatalova O.V., Krementsova A.V., Kim Yu.A. “Thermodynamic and structural Parameters of Phospholipid Membranes” // In book “Compositional Analysis of Polymers An Engineering Approach. Polimer surfaces and interfaces” Editor: M.S. Adaramola, O.V. Stoyanov, G.Zaikov, R.M.Akhmetkhanov 2015, Chapter 2. Apple Academic Press

  7. L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, E.M.Mil, G.E. Zaikov, The Role of H-Bonding Interactions (and Supra Molecular Nanostructures Formation) in the Mechanisms of Homogenous and Enzymatic Catalysis by Iron (Nickel) Complexes, Ch.8. In Book: Physical Chemistry Research for Engineering and Applied Sciences. V.3. High Performance Materials and Methods. (Eds. Eli M. Pearce, PhD, Bob A. Howell, PhD, Richard A. Phethrick, PhD, DSc, Gennady E. Zaikov, DSc). Appl. Acad. Press, Inc. Toronto, New Jarsey. 2015, P. 63-101.

  8. L.I. Matienko, L.A. Mosolova, V.I. Binyukov, E.M.Mil, G.E. Zaikov, The Role of Supramolecular Nanostructures Formation in the Mechanisms of Homogenous and Enzymatic Catalysis by Nickel and Iron Complexes, Ch.5. In Book: Chemical Analysis. Modern Material Evaluation (Eds. Ana Cristina Faria Ribero, PhD., Cecilia I.A.V. Santos, PhD, Gennady E. Zaikov, DSc). Appl. Acad. Press, Inc. Toronto, New Jarsey. 2015, December.

ЛАБОРАТОРИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ БИОФИЗИКИ

 

Заведующий – к.ф.-м-.н. Андреев Сергей Григорьевич

Телефон: (495) 939-71-94

email: andreev_sg@mail.ru

С.Г.Андреев – выпускник МИФИ (1974) и аспирантуры МИФИ, кандидат физ.-мат. наук (1981, научный руководитель - д.ф.-м.н., профессор В.И.Иванов). Работает в ИБХФ РАН с момента основания института в 1996 г., до этого времени работал в ИХФ АН СССР / РАН и МИФИ. Выступал как приглашенный докладчик и работал в ведущих научных центрах (Германия, Англия, США, Австрия, Италия). В частности, в Национальном Раковом Центре Германии, куда был приглашен проф. Х.Цур-Хаузеном, Лауреатом Нобелевской премии. С 2008 года избран вице-председателем Международного Агенства по исследованию космического пространства (COSPAR), научное направление Life Sciences. Член Президиума Научного Совета РАН по проблемам Радиобиологии. Член редколлегии журнала РАН «Радиационная Биология Радиоэкология». Лектор МФТИ и НИЯУ МИФИ.

Область научных интересов - радиационная физика и биофизика, биохимическая физика, молекулярная и системная биология, радиационная биология, биофизика и биология рака.

Основные направления исследований

  • Физико-химические принципы структурно-функциональной организации генома
  • Статистическая физика хроматина и хромосом
  • Радиационные исследования треков заряженных частиц, дозиметрия, микродозиметрия
  • Радиационная биофизика ДНК и хроматина
  • Многоуровневое моделирование радиобиологических процессов. Прогнозирование отдаленных последствий воздействия ионизирующей радиации на клетки
  • Исследование механизмов хромосомной и геномной нестабильности
  • Радиационно (химически) индуцированные повреждения хромосом и экологический мониторинг, оценки рисков воздействия окружающей среды на организм человека
  • Биофизика и системная биология канцерогенеза
  • Медицинская биоинформатика, разработка алгоритмов диагностики социально значимых заболеваний, прогнозирование эффективности терапии и исхода заболеваний

Лаборатория математической биофизики (до 2000 года - лаборатория математической иммунобиофизики) была образована в 1993 году д.ф-м.н. Кузнецовым В.А. на базе лаборатории биохимии лейкозов в отделе кинетики химических и биологических процессов ИХФ им. Н.Н. Семенова РАН. Направления ранних исследований лаборатории были связаны с разработкой методов ранней диагностики, профилактики и терапии лейкозов крупного рогатого скота. Помимо экспериментальных исследований, основным направлением теоретической деятельности была математическая иммунология злокачественных опухолей. Были разработаны основы динамической теории иммунных противоопухолевых реакций на молекулярном, клеточном и организменном уровне. Теория позволила объяснить ряд парадоксальных явлений онкоиммунологии, таких как «дремлющие» состояния опухолей, иммуностимуляцию опухолей и др. Начиная с 1996 г (зав. лаб. Андреев С.Г.) одним из основных направлений в работе лаборатории стали исследования физико-химических принципов структурно-функциональной организации хроматина и хромосом в клетках высших организмов. Высказанные ранее представления об организации хромосом в клетках человека по принципу полимерной глобулы (Андреев, Спитковский 1983,1986) сейчас находятся в центре внимания экспериментальных исследований методами захвата хромосомных конформаций (Lieberman-Eiden et al (2009), Dixon et al 2012, Eiden et al 2014) и теоретических исследований методами статистической физики полимеров (Zhang, Wolynes 2015, Pombo, Nicodemi 2014). Направление, тесно связанное с предыдущим, касается выяснения взаимосвязи структурной организации хромосом и всего генома с нарушениями структуры хромосом под действием повреждающих факторов, таких как ионизирующая радиация (Андреев, Эйдельман 1999) и которое также к настоящему времени получает серьезную экспериментальную поддержку (Zhang et al 2012). Методы биофизического моделирования позволяют исследовать тонкие детали механизмов образования хромосомных аберраций под действием радиации, включая высокоэнергетические заряженные частицы космических лучей (протоны, ионы железа). Такие исследования создают радиобиологические основы оценки отдаленных последствий действия радиации. Полученная информация имеет большое значение для прогнозирования опасности воздействия излучений на организм человека, в частности, космических лучей на космонавтов при краткосрочных и длительных космических полетах. Другое направление работ лаборатории связано с биомедицинской информатикой. Анализ больших массивов информации при медико-биологических исследованиях проводится с использованием статистических, логических, алгебраических, геометрических подходов. Их комбинации позволяют создавать высокоэффективные алгоритмы, применяемые для диагностики заболеваний, прогнозирования эффективности лечения (А.Кузнецова и др. 2014).

Начиная с 90х годов, в лаборатории также проводятся экспериментальные исследования действия ионизирующей радиации на геном человека. Повреждения хромосом (по критерию микроядер) характеризуют собой как уровень воздействия, так и как адаптивные возможности клеток (адаптивный ответ). В ходе работ были обследованы большие контингенты людей, жителей Москвы и Московской области, проживающих в районах с различной экологической обстановкой,  а также жителей прибрежных сел реки Теча на Южном Урале, подвергшихся хроническому облучению. Хромосомные повреждения (микроядерный тест) проявили себя как информативный тест для биомедицинского мониторинга больших групп населения (I.Pelevina et al. 2014). Другое направление экспериментальных и теоретических работ лаборатории связано с изучением механизмов хромосомных нарушений в отдаленных потомках облученных клеток-хромосомной нестабильности. Хромосомная нестабильность считается одним из основных проявлений предраковых и раковых состояний генома. Результаты экспериментов (Пятенко и др.. 2013) и биофизического моделирования (Андреев и др. 2013) позволили установить новые закономерности, а именно, усиление хромосомной нестабильности по мере замедления темпов пролиферации клеточной пролиферации, тогда как согласно существующим представлениям, увеличение темпа пролиферации должно приводить к возрастанию уровня нестабильности хромосом у отдаленных потомков. Выяснение механизмов хромосомной и геномной нестабильности позволит  лучше понять природу резистентности опухолей, что будет способствовать разработке индивидуализированных прогнозов последствий-эффективности радиационной и химио терапии злокачественных новообразований.

 

Состав лаборатории

Алещенко Алевтина Владимировна, к.б.н., с.н.с.

Кузнецова Анна Викторовна, к.б.н., с.н.с.

Андреев Сергей Григорьевич, к.ф.-м.н., зав. лаб.

Эйдельман Юрий Александрович, к.ф.-м.н., с.н.с.

Пятенко Валентина Семеновна, к.б.н., с.н.с.-совместитель

Сальников Илья Викторович, без ст., м.н.с.

Сланина Светлана Викторовна, к.б.н., с.н.с.-совместитель

 

15 избранных публикаций

  1. Эйдельман Ю.А., Сланина С.В., Андреев С.Г. Исследование дозовой зависимости γ-индуцированных комплексных межхромосомных обменов методами биофизического моделирования. Радиационная Биология Радиоэкология, 2014, том 54, №2, стр.140-152
  2. Бурлакова Е.Б., Аткарская М.В., Фаткуллина Л.Д., Андреев С.Г. Радиационно-индуцированные изменения структурного состояния мембран клеток крови человека. Радиационная Биология Радиоэкология, 2014, 54, №2, стр. 162-168
  3. Эйдельман Ю.А., Сланина С.В., Андреев С.Г. «Pадиационно-индуцированная нестабильность хромосом. Исследование зависимости доза-эффект методами биофизического моделирования». Радиационная биология. Радиоэкология 2013, т.53, №4, стр.367-379.
  4. Кузнецова A.В., Костомарова И.В., Сенько О.В. «Логико-статистический анализ связи клинико-лабораторных показателей с возникновением нарушения мозгового кровообращения у пациентов пожилого возраста с хронической ишемией головного мозга». Математическая биология и биоинформатика. 2013. Т. 8. N 1. С. 182–224.
  5. Серебряный A.М., Антощина М.М., Алещенко А.В., Кудряшова О.В., Никонова М.Ф., Рябченко Н.И., Ярилин А.А.. Цитогенетические и иммунологические показатели стимулированных лимфоцитов периферической крови человека связаны со скоростью пролиферации клеток. Радиационная биология. Радиоэкология. 2013. Т. 53. № 6. С. 549-555.
  6. Пелевина И.И., Алещенко А.В., Антощина М.М., Кудряшова О.В., Никонова М.Ф., Рябченко Н.И., Серебряный А.М., Ярилин А.А.. Индивидуальная вариабельность иммунологических маркеров, радиочувствительности и оксидативного статуса у жителей Москвы. Радиационная биология. Радиоэкология. 2013. Т. 53. № 6. С. 567-574.
  7. Kuznetsova A.V., Kostomarova I.V., Senko O.V. Method of Data Analysis Based on Clustering in “Syndromes” Indicators Space". International Journal «INFORMATION TECHNOLOGIES & KNOWLEDGE», Vol. 7, 2013, pp.371-379.
  8. Eidelman Y.A., Andreev S.G.. Computational model of dose response for low-LET induced complex chromosomal aberrations. Radiat. Prot. Dosim. (2015) v166, N1-4, pp80-85
  9. Pyatenko V.S., Eidelman Y.A. Khvostunov I.K. Andreev S.G. Radiation-induced chromosomal instability under constrained growth of irradiated cells. Doklady Biochemistry and Biophysics, 2013, V.451, №1, pp.190-193
  10. Andreev S.G., Eidelman Y.A. Slanina S.V., Salnikov I.V. Modeling study of dose-response relationships for radiation-induced chromosomal instability. Doklady Biochemistry and Biophysics, 2013, V.451, №1, pp.171-175
  11. Eidelman Y.A. Slanina S.V., Salnikov I.V., Andreev S.G. Mechanistic Modelling Allows to Assess Pathways of DNA Lesion Interactions Underlying Chromosome Aberration Formation. Russian Journal of Genetics, 2012, V.48, №12, pp.1247–1256
  12. Pelevina, G.G. Afanasjev, A.V. Aleshchenko, M.M. Antoshchina, V.Ya. Gotlib, A.A. Konradov, O.V. Kudryashova, E.Yu. Lizunova, A.N. Osipov, N.I. Ryabchenko, A.M. Serebryanyi « Мolecular-cellular consequences of the Chernobyl accident ».“The Lessons of Chernobyl: 25 Years Later”, Nova Science Publishers, N-Y,USA, 577-583
  13. Pelevina I.I., Afanasjev G.G., Aleshchenko A.V., Antoshchina M.M., Gotlib V.Ya., Konradov A.A., Kudryashova O.V., Lizunova E.Yu., Osipov A.N., Ryabchenko N.I., Serebryanyi A.M.. «Мolecular-cellular consequences of the Chernobyl accident ». “The Lessons of Chernobyl: 25 Years Later”, Editors: Elena B. Burlakova and Valeria I. Naydich. Nova Science Publishers, N-Y, USA. 2012. P.65-67.
  14. Akleyev А., Aleshchenko A., Kudryashova O., Semenova L., Serebryanyi A., Khudyakova O., Pelevina I.. Adaptive response of blood lymphocytes as a marker of hemopoiesis status in exposed persons. Health Physics, 2012. V. 103. №1. P.50-52.
  15. Пелевина И.И., Алещенко А.В., Антощина М.М., Воробьева Н.Ю., Кудряшова О.В., Лашкова О.Е., Лизунова Е.Ю., Осипов А.Н., Рябченко Н.И., Серебряный А.М., Павлов В.В.. Молекулярно-биологические свойства лимфоцитов крови больных лимфомой Ходжкина. Предполагаемые возможности прогнозирования эффективности лечения. Радиационная биология. Радиоэкология. 2012. Т. 52. № 2. С. 142-148.

Публикации сотрудников лаборатории математической биофизики за 2015 год (зав. лаб. С.Г. Андреев)

 - опубликованные статьи:

русские – 5

  1. Кирилюк И.Л., Волынский А.И., Круглова М.С., Кузнецова А.В., Рубинштейн А.А., Сенько О.В. Эмпирическая проверка теории институциональных матриц методами интеллектуального анализа данных. Компьютерные исследования и моделирование, 2015, т. 7, № 4, с. 923-939.

  2. Кирдина С.Г., Кузнецова А. В., Сенько О. В.. Климат и институциональные матрицы: межстрановой анализ. СОЦИС - Социологические исследования. 2015 г., №9, с.3-14.

  3. Сурков Ф.А., Архипова О.Е., Лихтанская Н.В., Черногубова Е.А., Сенько О.В., Кузнецова А.В., Куролап Д.А., Матишов Д.Г. Оценка влияния качества окружающей среды на состояние здоровья населения // сб. Экология, экономика, информатика, т.1 Системный анализ и моделирование экологических и экономических систем. Изд. Южного федерального университета, Ростов-на-Дону. 2015. Т. 1. С. 283-287.

  4. Пелевина И.И., Алещенко А.В., Антощина М.М., Бирюков В.А., Рева Е.В., Минаева Н.Г. Изменение радиочувствительности после облучения в малых дозах, возможные механизмы и закономерности // Радиационная биология. Радиоэкология. 2015. T. 55, № 1. С. 57–62.

  5. И.И. Пелевина, А.В. Алещенко, М.М. Антощина, В.А. Бирюков, О.Б. Карякин, М.Ф. Никонова, Е.В. Рева, А.М. Серебряный. Изменение свойств лимфоцитов периферической крови доноров и больных раком предстательной железы: реакция лимфоцитов на облучение in vitro. Радиационная биология. Радиоэкология. 2015, Т. 55, №5, с. 485-494.

 

иностранные – 2

  1. A.Eidelman, S.G.Andreev. Computational model of dose response for low-LET-induced complex chromosomal aberrations. Radiat. Prot. Dosim. 2015, v.166, #1-4, pp.80-85

  2. Sherstnev VV, Gruden' MA, Elistratova EI, Karlina VP, Kuznetsova AV, Ryzhova TV, Ryzhov VM, Sen'ko OV. Molecular markers of arterial hypertension in patients with normotony, pre-hypertension and hypertension. Bull Exp Biol Med. 2015 Mar;158(5):604-606.

ЛАБОРАТОРИЯ ХИМИИ АНТИОКСИДАНТОВ

Лаборатория химии антиоксидантов

Заведующая лабораторией – к.х.н. Вольева Виолетта Борисовна,

Тел. 8(495)9397286

Вольева В.Б. закончила Химический факультет Московского Государственного Университета им. М.В.Ломоносова в 1966 году и аспирантуру ИНЭОС АН СССР в 1970 г, защитив кандидатскую диссертацию по специальности «теоретическая органическая химия». Научные руководители - академики И.П.Белецкая, О.А.Реутов. В том же году поступила в ИХФ АН СССР, с 2000 года и по настоящее время заведует лабораторией химии антиоксидантов ИБХФ РАН. Область научных интересов – теоретическая органическая химия, элементоорганическая химия, химия антиоксидантов.

 

Основные направления исследований:

- Синтез фенольных антиоксидантов для промышленных материалов и живых биологических систем. Исследование кинетики и механизма действия в средах различной природы и различной степени сложности.

- Синтез антиоксидантов на основе гидроксизамещенных азотистых гетероциклов.

- Синтез и исследование антирадикальной активности нового вида антиоксидантов для моторных топлив на основе продуктов переработки растительного сырья.

- Исследование фармакологической активности фенольных антиоксидантов.

 

Лаборатория химии антиоксидантов была создана в Институте химической физики им. Н.Н.Семенова АН СССР в 1967 году по инициативе академика Николая Марковича Эмануэля. Первым ее руководителем был выдающийся химик-органик профессор Владимир Владимирович Ершов. Первоначальное название «Лаборатория синтеза стабилизаторов полимеров» отвечало основному направлению работ лаборатории в первые годы ее образования - синтезу, исследованию свойств и применению в качестве антиоксидантов для полимерных материалов пространственно-затрудненных фенолов (ПЗФ). Разработки лаборатории, в частности, серия «Фенозаны» (фенол-завод-Академия наук) были успешно внедрены в промышленность (на МНПЗ действовала опытно-промышленная установка по выпуску Фенозанов 1, 23, 30 и др.), что позволило отказаться от импортных аналогов. Развитие представлений о роли свободнорадикальных реакций в биологических системах привело к широкому использованию ПЗФ в различных областях экспериментальной биологии и медицины. В этой связи важным направлением исследований является создание широкого круга биологически активных препаратов на основе ПЗФ, таких как Фенозан-кислота и ее соли, Альгимаф и др., сочетающих антиоксидантную активность с антивоспалительной, антивирусной, антимикробной. Особый интерес для этого направления исследований представляют гибридные соединения, сочетающие в своем составе ПЗФ с фрагментами других молекул, низко- или высокомолекулярных, обеспечивающих совместимость с биологической системой, транспортные функции, более высокую или специфическую активность. Ярким примером такого рода соединений являются созданные в содружестве с Санкт-Петербургским Университетом за последние годы гибридные макромолекулярные антиоксиданты (ГМАО) на основе ПЗФ и гидрофильных полимеров, обладающие высокой активностью в водных средах и имеющие широкую перспективу практического применения.

     В последние несколько лет лаборатория активно участвует в развитии нового направления, связанного с созданием «антиоксидантов» для моторных топлив - антидетонантов, или октанповышающих добавок к бензинам и спиртобензиновым композициям. Особую актуальность этому направлению придает возможность использования в качестве исходного сырья для синтеза добавок разнообразных растительных отходов. К настоящему времени разработано несколько вариантов синтеза предлагаемых добавок из полиолов растительного происхождения, основанных на применении гомогенных и гетерогенных кислотно-каталитических систем, а также в отсутствие катализаторов с применением суперкритической флюидной технологии. Внедрение таких добавок позволит сократить расход нефти на производство товарного бензина и понизить требования к октановым характеристикам традиционных углеводородных компонентов топлива. По материалам исследований опубликовано несколько десятков работ в открытой печати, научные результаты сотрудников лаборатории докладывались на многочисленных международных и российских конференциях.

      В 2008 году в состав лаборатории химии антиоксидантов со своей тематикой вошли сотрудники лаборатории низкомолекулярных биорегуляторов ст.н.с., к.х.н. Ю.В. Кузнецов и ст.н.с., к.б.н. М.Н. Овсянникова. Ранее в этой лаборатории под руководством профессора Л.Д. Смирнова был разработан антистрессовый антиоксидант комплексного действия группы 3-оксипиридинов - экологически чистый стимулятор роста растений Амбиол, обеспечивающий повышение урожайности зерновых и овощных культур на 20-40%, обладающий антимутагенными и радиозащитными свойствами. Амбиол обеспечивает повышение урожайности зерновых и овощных культур на 20-40%, увеличивает процент всхожести семян, обеспечивает защиту растений в условиях засухи, заморозков и неблагоприятной экологии. В 1998 году Амбиол включен в Список разрешенных препаратов для применения в сельском хозяйстве. В настоящее время продолжаются работы по направленному синтезу и исследованию фармакологических эффектов антиоксидантов и биорегуляторов нового поколения на основе b-гидроксипроизводных азотистых гетероциклов – структурных аналогов соединений группы витаминов В6 и В12. Осуществляется синтез расширенной партии комплексных солей 2-амино-6-гидрокси(этокси)бензотиазола с карбоновыми кислотами, а также  других производных азотсодержащих гетероциклов для продолжения испытаний их антиоксидантных, гипогликемических, гиполипидемических свойств и потенцирующего действия на статины. Организуются испытания препаратов и реализация опытной партии продукции. Препарат Амбиол готовится для предпосевной обработки семян зерновых культур, а также для проведения работ по проекту «Амбиол как стандарт антиоксидантной активности».

Одно из направлений работы лаборатории связано с тестированием ПЗФ на антибактериальную активность. Скрининговое исследование значительного массива ПЗФ позволяет связать ее уровень с определенными элементами структуры – структурными эффекторами. Обнаружен ряд ПЗФ, в которых эффекторы активности генерируются непосредственно в биосреде, а за проявляемую активность отвечают не только исходные соединения, но также продукты их превращения in situ. Исследование связи структура – активность дает возможность прогноза и целенаправленного синтеза соединений под конкретные задачи.

 

Состав лаборатории

Белостоцкая Ирина Сергеевна, снс, кхн

Вольева Виолетта Борисовна, зав. лаб, кхн

Горбунов Дмитрий Борисович, нс, кхн

Коверзанова Елена Витальевна, нс, кхн

Комиссарова Нона Львовна, снс, кхн

Кузнецов Юрий Васильевич, снс, кхн

Малкова Анастасия Владимировна, мнс

Овсянникова Маргарита Николаевна, снс. кбн

Прокофьева Тамара Николаевна. нс, кхн

Усачев Сергей Валерьевич, нс, кхн

Усманов Рустем Айтуганович, нс, кхн

 

Избранные публикации

 

       1 Д.В.Арефьев, И.С.Белостоцкая ь,В.Б.Вольева, Н.С.Домнина,  Н.Л.Комиссарова,  О.Ю.Сергеева,Р.С.Хрусталева «Гибридные макромолекулярные антиоксиданты на основе гидрофильных полимеров и пространственно-затрудненных фенолов» Изв.РАН 2007, №4, 751-760.

  1. В.Б.Вольева, Н.С.Домнина, О.Ю.Сергеева, Е.А.Комарова, И.С.Белостоцкая, Н.Л.Комиссарова «Структурные факторы активности макромолекулярных фенольных антиоксидантов», ЖОрХ, 2011, т.47, вп.4,484-489.
  1. В.Б.Вольева, Т.И.Прокофьева, И.С.Белостоцкая, Н.Л.Комиссарова, Д.Б.Горбунов, Л.Н.Курковская. «Алкилирование пирокатехина в системе трет-бутиловый спирт – серная кислота – бензол», ЖОрХ, 20……………
  1. Вольева В.Б., Белостоцкая И. С., Малкова А. В., Комиcсарова Н. Л., Курковская Л. Н., Усачев С. В., Макаров Г.Г. «Новые подходы к синтезу 1,3-диоксоланов», ЖОрХ, 2012, 48 №5, 643-646.
  1. S. D. Varfolomeev, V. B. Volieva, S. V. Usachev, I. S. Belostotskaya, N. L. Komissarova, A. V. Malkova, A. I. Nekhaev, A. L. Maksimov and G. G. Makarov. Catalytic system for the synthesis of cyclic ketals from glycerol and lower carbonyl compounds (High-octane fuel bioadditives) Catalysis in Industry, 2011,V. 3, N. 1, р.11-14.
  1. М.Н. Овсянникова, В.Б.Вольева, И.С.Белостоцкая, Н.Л.Комиссарова, А.В.Малкова, Л.Н.Курковская « Антибактериальная активность замещенных 1,3-диоксоланов. Зависимость от характера замещения».Химико-фармацевтический журнал, 2013, 47 №3, 18-21.
  1. В.Б.Вольева, И.С.Белостоцкая, Н.Л.Комиссарова, А.В.Малкова, Т.В.Похолок, Е.Я.Давыдов «Антирадикальная активность диоксоланов» ЖОрХ, 2013,49 №3,
  1. V.B. Volieva, S.V. Usachev, I.S. Belostotskaya, N.L. Komissarova, A.V. Malkova, A.I. Nekhaev, A.L. Maksimov, G.G. Makarov, S.D. Varfolomeev. А new type of bioadditives to motor fuel, Research progress in Polymer materials science, 2013, v.3, 25-34. 
  1. А.Е. Донцов, А.Д. Коромыслова, Ю.В. Кузнецов, Н.Л. Сакина, М.А. Островский. Антирадикальная и фотопротекторная активность оксибиола — нового водорастворимого антиоксиданта гетероароматического ряда. Изв. РАН, сер. хим., 2014. № 5, 1159-1167.
  1. В.Б.Вольева, И.С.Белостоцкая, Н.Л.Комиссарова, Е.В.Коверзанова, Л.Н.Курковская, Р.А.Усманов, Ф.М.Гумеров «Биодизель без свободного глицерина» ЖОрХ. 2015, 51, №7, 935-938.
  1. Патент РФ № 2257060. Т.И.Трунова, Н.В.Астахова, Ю.В.Кузнецов, Л.Д.Смирнов, Е.Б.Бурлакова, "Средство для повышения морозостойкости и зимостойкости злаков" 27.07.2005
  1. Патент РФ № 2365617 С.Д.Варфоломеев, Г.А.Никифоров, В.Б.Вольева, Г.Г.Макаров, Л.И.Трусов «Октанповышающая добавка к бензину» 27.08.2009
  1. Патент РФ № 2458714 А.Е.Донцов, Н.Л. Сакина, А.Д.Коромыслова, Ю.В.Кузнецов, М.А.Островский «Средство, обладающее антиоксидантным, фотопротекторным и геропротекторным действиями и способ его получения» 20.08.2012.
  2. EP № 2298851 B1 S.D.Varfolomeev, G.A.Nikiforov, V.B.Vol,eva, G.G.Makarov, L.I.Trusov Gasoline automobile fuel comprising agent for increasing the octane number, 08.10.2014


 2015 год:

- опубликованные статьи;

  1. В.Б.Вольева, И.С.Белостоцкая, Н.Л.Комиссарова, Е.В.Коверзанова, Л.Н.Курковская, Р.А.Усманов, Ф.М. Гумеров «Биодизель без свободного глицерина» ЖОрХ, 2015, 51, вп.7, 935-938.

  2. Овсянникова М.Н. Токсичность катионов щелочных металлов и накопления их в клетках хлореллы. Сборник материалов международной конференции «Современные проблемы эволюции и экологии», стр. 432 – 435

ЛАБОРАТОРИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ РАДИОБИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ

Лаборатория физико-химических проблем радиобиологии и экологии

Зав. лабораторией -  Шишкина Людмила Николаевна д.х.н., профессор;

Телефон 8(495)939-7186

Л.Н. Шишкина окончила Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова в 1961 г, затем там же была зам. секретаря комитета комсомола (1961-1962 гг.), обучалась в аспирантуре (1962-1965 гг.) и в 1966 г защитила кандидатскую диссертацию (научный руководитель чл.корр. РАН И.В. Березин). С 1965 г. по 1996 г. являлась младшим и впоследствии старшим (1978 г.) научным сотрудником ИХФ АН ССР (ИХФ РАН). С 1 апреля 1996 г. старший, ведущий (2003) научный сотрудник, а с 2008 г. и по настоящее время зав. лабораторией. В 2003 г. защитила докторскую диссертацию, в 2005 г присвоено звание профессора по специальности «биофизика». Являлась научным руководителем 7 кандидатских диссертаций и 22 дипломных работ. Автор 2 монографий, 214 статей и 3 авторских свидетельств, член Royal Chemical Society (2012-2014 гг.), награждена медалью «Памяти Н.М. Эмануэля» (2015 г.). Области научных интересов: биохимическая физика, механизмы ингибирования окислительных процессов, радиационная биофизика, радиобиология, адаптация биообъектов к загрязнению среды радионуклидами и токсикантами.

 

Основные направления исследований:

 

  1. Изучение детального механизма участия компонентов клетки в регуляции процессов окисления в системах разной степени сложности.
  2. Исследование механизма действия антиоксидантов и биологически активных веществ в системах разной степени сложности.
  3. Разработка моделей оценки воздействия экзогенных и эндогенных токсикантов на регуляцию окислительных процессов, протекающих при физиологических температурах и обеспечивающих взаимодействие клеток со средой.
  4. Разработка моделей для выявления информативных показателей, обусловливающих как формирование биологических последствий воздействия факторов физической и химической природы, так и переход физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов на отличных от нормы уровень функционирования.

 

Основные направления работы лаборатории являются продолжением ранее проводившихся исследований роли процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в регуляции метаболизма в норме и в формировании последствий острого воздействия радиации в сублетальных и летальных дозах и термических ожогов. Было установлено существование взаимосвязей между параметрами физико-химической системы регуляции  ПОЛ на клеточном и органном уровнях в биологических объектах разной степени сложности, обнаружена общность функционирования системы регуляции ПОЛ в тканях лабораторных грызунов и животных, обитающих в природной среде, и предложен новый подход к оценке биологических последствий воздействия повреждающих факторов разной мощности и природы для групп животных по изменению масштаба и характера взаимосвязей между скоординированными в норме параметрами антиоксидантного статуса, различными показателями состава липидов и функциональными тестами. Последнее особенно важно при оценке последствий воздействия слабых повреждающих факторов на организм.

В настоящее время основными направлениями исследований является выявление общности и различий механизмов и эффектов действия повреждающих факторов окружающей среды на регуляцию окислительных процессов в системах разной степени сложности (химические агенты разной степени токсичности, ионизирующая радиация в широком диапазоне доз и мощности дозы, биологически активные вещества). Разработка модулей для компьютерного анализа большого массива экспериментальных данных позволит выявить исходные параметры системы регуляции ПОЛ, обусловливающие формирование биологических последствий воздействия слабых повреждающих факторов физической и химической природы. Важным не только для  практических целей,  но и для фундаментальных исследований является поиск и разработка моделей для первичного отбора наиболее перспективных биологически активных веществ, в том числе и среди антиоксидантов для минимизации последствий воздействия повреждающих факторов.

 

Состав лаборатории          

Климович Михаил Александрович, м.н.с., к.б.н.

Козлов Михаил Васильевич, н.с. к.б.н.

Маракулина Ксения Михайловна, инженер-исследователь

Меньшов Валерий Александрович, с.н.с., к.х.н.

Снимщиков Владимир Васильевич, инженер-исследователь

Хрустова Наталья Владимировна, н.с., к. физ.-мат.н.

Шелудченко Наталия Ивановна, н.с.

Шишкина Людмила Николаевна, зав. лаб., д.х.н., проф.

 

Список избранных публикаций 

 

  1. Бурлакова Е.Б., Иваненко Г.Ф., Шишкина Л.Н. Вклад антиоксидантов и эндогенных тиолов в обеспечение радиорезистентности организма // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1985. № 4. С. 588-593.
  2. Капич А.Н., Шишкина Л.Н. Перекисное окисление липидов и его регуляция в мицелии ксилотрофных базидиомицетов // Микробиология. 1995. Т. 64. С. 320-326.
  3. Кудяшева А.Г., Шишкина Л.Н., Загорская Н.Г., Таскаев А.И. Биохимические механизмы радиационного поражения природных популяций мышевидных грызунов СПб.: Наука, 1997. 156 с.
  4. Шишкина Л.Н., Смотряева М.А. Связь повреждения мембраны и ДНК при слабых воздействиях // Биофизика. 2000. Т. 41. С. 301-306.
  5. Шишкина Л.Н., Кушнирева Е.В., Смотряева М.А. Новые подходы к оценке биологических последствий воздействия радиации в малых дозах  //  Радиац. биология. Радиоэкология. 2004. Т. 44. С. 289-295.
  6. Shishkina L.N., Burlakova E.B. The value of antioxidant properties of lipids in radiation damage and membrane repair // In: Chemical and Biological Kinetics. New Horizons. Vol 2. Biological Kinetics / Eds. E.B. Burlakova, S.D. Varfolomeev. Leden, Boston: VSP, 2005. P. 334-364.
  7. Шишкина Л.Н., Хрустова Н.В. Кинетические характеристики липидов тканей млекопитающих  // Биофизика. 2006. Т. 51. С. 340-346.
  8. Шишкина Л.Н., Меньшов В.А., Шубина О.Г., Идрисова Е.В., Слуянова Н.В., Самойленко И.И. Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в токсигенизации среды условно-патогенной микрофлорой // Успехи соврем. биологии. 2007. Т. 127. С. 50-57.
  9. Мазалецкая Л.И., Шелудченко Н.И., Шишкина Л.Н. Влияние лецитина на эффективность антиоксидантного действия флавоноидов и α-токоферола // Приклад. биохимия и микробиология. 2010. Т. 46. С. 148-153. 
  10. Klimovich M.A., Shishkina L.N., Paramonov D.V., Trofimov V.I. “Interrelation between the Physicochemical Properties and the Composition of Natural Lipids and the Liposomes Formed from Them” // Oxidation Commun. 2010. Vol. 33. No 4. P. 965-973.
  11. Шишкина Л.Н., Кудяшева А.Г., Загорская Н.Г., Шевченко О.Г., Таскаев А.И. Участие процессов перекисного окисления липидов в механизме адаптации мышевидных грызунов к радиоактивному загрязнению зоны Чернобыльской АЭС // Радиац. биология. Радиоэкология. 2011. Т. 51. С. 185-200.
  12.  Шишкина Л.Н., Козлов М.В., Маракулина К.М., Плащина И.Г., Плюснина С.Н., Шевченко О.Г., Федорова И.В., Чукичева И.Ю., Кучин А.В. Поверхностно-активные свойства изоборнилфенолов в системах разной степени сложности // Биофизика. 2012. Т. 57. С. 1008-1013.
  13.  Шишкина Л.Н. Особенности антиоксидантов как радиопротекторов при лучевом поражении разной степени тяжести // Радиац. биология. Радиоэкология. 2013. Т. 53. С. 536-544.
  14.  Шишкина Л.Н., Климович М.А., Козлов М.В. Новый подход к анализу участия окислительных процессов в регуляции метаболизма в тканях млекопитающих // Биофизика. 2014. Т. 59. С. 380-386.
  15.  Шевченко О.Г., Шишкина Л.Н. Анализ метода окислительного гемолиза эритроцитов крови для оценки антиоксидантной и мембранопротекторной активности природных и синтетических соединений// Успехи соврем. биологии. 2014. Т. 134. С. 133-148.

Публикации сотрудников лаборатории физико-химических проблем радиобиологии и экологии за 2015 год (зав. лаб. Л.Н. Шишкина)

-  опубликована – 1 статья

«Роль антиоксидантного статуса ткани в ответе организма мыши на хроническое облучение в раннем онтогенезе»  Шишкина Л.Н., Загорская Н.Г., Шевченко О.Г // Радиац. биология. Радиобиология. 2015. Т. 55. №1. С. 91-96.

- опубликованные статьи в коллективных монографиях и сборников трудов, имеющих шифр ISBN - 9 статей

 

  1. «Ингибирующая эффективность компонентов растительных клеток в процессе автоокисления» Шишкина Л.Н., Козлов М.В., Мазалецкая Л.И. Хрустова Н.В., Шелудченко Н.И. // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты . Сб. материалов IX Междунард. Симпозиума. Москва, 20-25 апреля 2015 г. / Отв. редактор Н.В. Загоскина. М.: ИФР РАН, 2015. С. 181-186.
  1. «Сфингомиелин и регуляция перекисного окисления липидов в головном мозге мышей разного возраста» Шишкина Л.Н., Климович М.А., Козлов М.В. // Рецепторы и внутриклеточная сигнализация. Сб. статей. Т. 2. Под редакцией В.Г. Зинченко, А.В. Бережнова. Пущино, 2015. С. 584-588.

  2. «Ингибирующая эффективность антиоксидантов в системах разной степени сложности» Шишкина Л.Н., Козлов М.В. // Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты: Междунар. конф. молодых ученых и VII школа им. Академика Н.М. Эмануэля. Лекции и тезисы. М. 1-3 октября 2015 г. М.: РУДН, 2015. С. 205-217.

  3. «Кинетические характеристики и физико-химические свойства нового класса антиоксидантов – изоборнилфенолов» Л.Н. Шишкина, А.ВА. Кучин // Биоантиоксидант = Bioantioxidant: Труды IX Международной конференцию Москва, 29 сентября – 2 октября 2015 г. М.: РУДН, 2015. С. 5-19.

  4. «Антирадикальная активность конъюгатов изоборнилфенолов с порфириновыми основаниями» Л.И. Мазалецкая, Н.И. Шелудченко, И.С. Тарабукина, Е.В. Буравлев, Д.В. Белых, И.Ю. Чукичева // Биоантиоксидант = Bioantioxidant: Труды IX Международной конференцию Москва, 29 сентября – 2 октября 2015 г. М.: РУДН, 2015. С. 51-57.

  5. «Спектральные характеристики полусинтетических антиоксидантов нового класса – изоборнилфенолов» К.М. Маракулина, Р.В. Крамор, Ю.К. Луканина, И.В. Федорова, И.Ю. Чукичева, А.В. Кучин, Л.Н. Шишкина // Биоантиоксидант = Bioantioxidant: Труды IX Международной конференцию Москва, 29 сентября – 2 октября 2015 г. М.: РУДН, 2015. С. 58-65.
  1. «Кинетические особенности фенолов с изоборнильным заместителем» Л.Н. Шишкина, С.В. Лущекина, М.В. Козлов, Л.И. Мазалецкая, Н.И. Шелудченко // Биоантиоксидант = Bioantioxidant: Труды IX Международной конференцию Москва, 29 сентября – 2 октября 2015 г. М.: РУДН, 2015. С. 77-82.
  1. «Дейcтвие малых доз антиоксиданта фенозана и облучения на гликолитические ферменты субклеточных структур мозга» Ю.А. Трещенкова, А.Н. Голощапов, Л.Н. Шишкина, Е.Б. Бурлакова // Биоантиоксидант = Bioantioxidant: Труды IX Международной конференцию Москва, 29 сентября – 2 октября 2015 г. М.: РУДН, 2015. С. 135-140.
  1. «Сигаретный дым как источник эндогенных и экзогенных антиоксидантов в организме курильщика» В.А. Меньшов, А.В. Трофимов // Биоантиоксидант = Bioantioxidant: Труды IX Международной конференцию Москва, 29 сентября – 2 октября 2015 г. М.: РУДН, 2015. С. 223-232.

 

Лаборатория физико-химических проблем радиобиологии и экологии
Яндекс.Метрика