Структурные основы белоксинтезирующего аппарата Candida albicans

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

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

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-65-47031

НазваниеСтруктурные основы белоксинтезирующего аппарата Candida albicans

Руководитель Валидов Шамиль Завдатович, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD)

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)

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

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-403 - Медицинская микробиология и вирусология

Ключевые слова механизм синтеза белка, рибосома, структура, белок, РНК, антибиотик, структурная биология, Криоэлектронная микроскопия, Рентгеноструктурный анализ

Код ГРНТИ34.15.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

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

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Згадзай Ю., Колосова О., Стеценко А., Усачев К., Валидов Ш., Рогачев А., Гуськов А., Юсупов М. Initial characterization of the 80S C. albicans ribosome by single particle cryogenic electron microscopy Сборник тезисов XXVIII Российской конференции по электронной микроскопии, Т.2, C. 178-179 (год публикации - 2020)
10.37795/RCEM.2020.80.10.076

2. Юсупова Г., Юсупов М. Yusupova G.,Yusupov M. A Path to the Atomic-Resolution Structures of Prokaryotic and Eukaryotic Ribosomes // Biochemistry (Moscow). - 2021. - V. 86(8). - P. 926-941. Biochemistry (Moscow), V. 86(8). - P. 926-941. (год публикации - 2021)
10.1134/S0006297921080046

3. Агбоигба Э., Кучаев Е., Гараева Н., Клочкова Э., Варфоломеев А., Усачев К., Юсупов М., Валидов Ш. ORF 19.2286 gene: isolation and purification of deoxyhypusine hydroxylase from the human pathogenic yeast Candida albicans // Molecular Biology. - 2022 (in press) Molecular Biology, V. 56(2), P. 323-324. (год публикации - 2022)
10.31857/S0026898422020021

4. Згадзай Ю., Колосова О., Стеценко А., Усачев К., Валидов Ш., Гуськов А., Юсупов М. Abstract P-30: Structure of the 80S Ribosome from Candida Albicans Revealed by Integrative Structural Biology Approach // International Journal of Biomedicine. - 2021. - V. 11 (Suppl_1).- P. 25 International Journal of Biomedicine, V. 11 (Suppl_1).- P. 25 (год публикации - 2021)
10.21103/IJBM.11.Suppl_1.P30

5. Згадзай Ю., Колосова О., Стеценко А., Усачев К., Валидов Ш., Гуськов А., Юсупов М. Cryo-EM reconstruction of the Candida albicans 80S ribosome // FEBS Open Bio. - 2021. - V. 11(S1) FEBS Open Bio, V.11(S1) (год публикации - 2021)

6. Колосова О., Згадзай Ю., Усачев К., Валидов Ш., Юсупов М. Preliminary X-ray crystallographic studies of the Candida albicans 80S ribosome // FEBS Open Bio. - 2021. - V. 11 (S1) FEBS Open Bio, 2021. - V. 11 (S1) (год публикации - 2021)

7. Агбоигба Э., Кучаев Е., Гараева Н., Клочкова Э., Усачев К., Юсупов М., Валидов Ш. Cloning and heterologous expression of Candida albicans SC5314 deoxyhypusine hydrolase gene in E. coli // FEBS Open Bio. - 2021. - V. 11(s1) FEBS Open Bio, 2021. - V. 11(s1) (год публикации - 2021)

8. К.С. Усачев, Ю.О. Згадзай, О.А. Колосова, А. Стеценко, Ч. Ву, Д. Брукле, Ш.З. Валидов, Л. Дженнер, А. Рогачев, Г. Юсупова, М. Сакс, А.И. Гуськов, М.М. Юсупов Структура 80S рибосомы Candida albicans по данным криоэлектронной микроскопии XXIX Российская конференция по электронной микроскопии «Современные методы электронной, зондовой микроскопии и комплементарных методов исследованиях наноструктур и наноматериалов». г. Москва, 29 – 31 августа 2022 г. 633 с., С. 118-119 (год публикации - 2022)

9. Э.Э.К. Агбоигба, Э.Э. Валиахметов, К.С. Усачев, Ш.З. Валидов Изучение взаимодействия дезоксигипузинсинтазыт DHS и эукариотического трансляционного фактора 5А EIF5A Candida albicans Цитология, том 64, № 7, С. 611–780 (год публикации - 2022)
10.31857/S004137712207001X

10. Э.Э.К. Агбоигба, А.Ф. Юсупова, К.С. Усачев, Ш.З. Валидов ЭКСПРЕССИЯ И ОЧИСТКА ФЕРМЕНТА ДЕЗОКСИГИПУЗИНСИНТАЗА CANDIDA ALBICANS И АНАЛИЗ ЕГО АКТИВНОСТИ Сборник Тезисов V Всероссийской с международным участием школы- конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века», С. 8 (год публикации - 2022)

11. Валиахметов Э.Э., Агбоигба Э.Э.К., Валидов Ш.З. ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАЗМИДНОЙ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ГЕТЕРОЛОГИЧНОЙ КОЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ EIF5A, DHS И DOHH C. ALBICANS В E. COLI Сборник Тезисов V Всероссийской с международным участием школы- конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века», С. 15 (год публикации - 2022)

12. К. Усачев, О. Колосова, Ю. Згадзай, А. Стеценко, А. Атамас, Ш. Валидов, А. Рогачев, Л. Дженнер, С. Дмитриев, А. Гуськов, М. Юсупов X-RAY CRYSTALLOGRAPHY AND SINGLE-PARTICLE CRYO-EM ANALYSIS OF DRUG INTERACTIONS WITH THE CANDIDA ALBICANS RIBOSOME Russian International Conference on Cryoelectron Microscopy 2023: book of abstracts, P. 14 (год публикации - 2023)

13. Юсупова А. Ф., Агбиогба Э. Э. К., Валидов Ш. З., Усачёв К. С. Определение структурных характеристик дезоксигипузинсинтазы Candida albicans Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 76-й Всероссийской школы-конференции молодых ученых, 369 (год публикации - 2023)

14. Хамитов О.Р., Валидов Ш.З. Создание конструкции для делеции гена stm1 у Candida albicans Итоговая научно-образовательная конференция студентов казанского федерального университета 2023 года: сб. тезисов, 3058-3059 (год публикации - 2023)

Публикации