Аннотация результатов, полученных в 2021 году
1-3. Ген rpsA кодирует рибосомный белок S1, необходимый для жизнеспособности бактериальных клеток. Изучение молекулярной функции гена rpsA показало, что большое количество повторов в домене S1 в основном связано с активностью связывания РНК. Наши результаты показывают, что максимальное значение идентичности гена rpsA для полноразмерных белков было обнаружено для белков S1, содержащих шесть структурных доменов (58%). Полноразмерные белки S1, содержащие один и два структурных домена, имеют низкий процент идентичности гена rpsA: 42% и 38% соответственно. Третий домен в группе белков S1, содержащий шесть структурных доменов, имеет максимальный процент идентичности гена rpsA (66%), тогда как первый домен белков S1, содержащий два структурных домена, имеет самый низкий процент идентичности (38%). Средний процент идентичности между отдельными доменами S1 (ген rpsA) между разными группами колеблется от 40 до 50%. Анализ консенсусных последовательностей показал, что части гена rpsA, кодирующие отдельные домены S1, не имеют строго повторяющейся структуры как между группами, содержащими разное количество доменов S1, так и внутри одной группы между разными доменами. В то же время участки гена, кодирующие некоторые консервативные остатки, образующие сайт связывания РНК, остаются консервативными. Филогенетическое сравнение выявило структурно-функциональную организацию области инициации трансляции гена rpsA, сходную с E. coli у некоторых представителей разных типов бактерий. 4. Были синтезированы модифицированные пептиды за счет аминокислотных модификаций, связанных с включением в последовательность пептида «неканонических» L-аминокислот, в частности, путем замены аминокислотных остатков глицина (G) на саркозин (Sar), метионина (M) на норлейцин (Nle), а также аспарагина на аминосукцинимид (Asi). Введенные аминокислотные модификации не снижали предсказанные антимикробные свойства. В то же время за счет введенных аминокислотных замен новые модифицированные пептиды будут устойчивы к действию бактериальных протеаз, а значит обладать более выраженными, длительными антимикробными эффектами. Были синтезированы новые гибридные пептиды с новым пептидом проникновения. Были получены и очищены препараты рекомбинантных пептидов Aбета(1-40) и Aбета(1-42). 5. В результате серий экспериментов были определены МИК модифицированных пептидов против различных штаммов патогенных микроорганизмов P. aeruginosa, S. aureus и метициллин-устойчивого S. aureus (MRSA), способных к формированию биопленок. Пока самыми лучшими пептидами, показавшими антимикробную активность, стали R23L* (сконструированный на основе S1 белка P. aeruginosa) и R23F* (сконструированный на основе S1 белка S. aureus). 6. По результатам оценки стабильности модифицированных пептидов и агрегатов пептидов в различных буферных условиях можно сделать следующие выводы: наиболее стабильными, не склонными к формированию амилоидоподобных агрегатов являются модифицированные пептиды R23R*, R23F*, R23EI*, в то время как модифицированные пептиды R23L*, R23DI* склонны к формированию амилоидоподобных агрегатов по данным флуоресцентной спектроскопии с тиофлавином Т. 7. Для изучения процесса проникновения пептида R23I в клетку были синтезированы два молекулярных инструмента, которые содержали либо изучаемую, либо контрольную G14I (то есть без пептида проникновения) пептидные последовательности. При этом каждый из инструментов содержал флуоресцентную метку, которая ковалентно вводилась в результате высоко-селективного химического процесса и обладала необходимыми физико-химическим свойствами. Исследуемые пептиды добавляли к фибробластам человека и BT-474 клеткам и инкубировали. После проверки на конфокальном микроскопе не было обнаружено флуоресценции пептидов. https://m.lenta.ru/articles/2021/11/11/antibiotics/ http://pushchinocity.ru/article/amiloidogennye-peptidy-mogut-stat-osnovoj-dlya-novyh-antibiotikov-295371 https://iteb.ru/press-center/press-releases/amiloidogennye-peptidy-mogut-stat-osnovoy-dlya-nov/ https://aif.ru/society/science/v_rossii_sozdali_molekuly_sposobnye_unichtozhat_superbakterii?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop https://www.popmech.ru/science/news-766323-uchenye-nashli-sposob-unichtozhit-ustoychivuyu-k-antibiotikam-superbakteriyu/?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop https://nauka.tass.ru/nauka/12786723?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop https://www.trud.ru/article/28-10-2021/1408936_rossijskie_uchenye_sintezirovali_molekuly_ubijtsy_superbakterij.html?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2Fnews%2Finstory%2FVRossii_sozdali_molekuly_sposobnye_unichtozhat_superbakterii--ba034aaf6f7a7b2a9f0942963c4aeae6

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
1. Анализ последовательностей белков, содержащих S1 домен, показал, что он содержится преимущественно в бактериальных белках. Число доменов в бактериальных белках меняется от одного до восьми, в эукариотических − от одного до 15 S1 доменов, в архейных белках идентифицируется всегда только один S1 домен. Распределение числа S1 доменов в бактериальных, эукариотических и архейных белках коррелирует с выявленными особенностями характерными для других структурных повторов в белках: положительная корреляция между длиной последовательности белка и количеством структурных повторов, наличие большего числа повторов в эукариотических белках по сравнению с археями и бактериями, дублирование сразу нескольких доменов одновременно. В группе эукариотических белков, содержащих два S1 домена, впервые найдена группа хлоропластных и митохондриальных элонгационных фактора Ts. Для найденных групп хлоропластных рибосомных белков S1 выявлены характерные свойства бактериальных рибосомных белков S1 из отдела Цианобактерий. Полученные данные позволяют рассматривать РНК-связывающий S1 домен как дополнительный эволюционный маркер симбиогенеза. 2. Впервые найдена группа эукариотических белков человека, содержащих разное число структурных S1 доменов. Среди найденных белков, для трех белков (Zinc finger CCHC domain-containing protein 17 (UniProt ID: Q9NP64, один S1 домен), Tetratricopeptide repeat protein 14 (UniProt ID: C9JBA2, один S1 домен), Protein RRP5 homolog (UniProt ID: Q14690, 12 S1 доменов)) ассоциация с заболеваниями (по данным DisGeNET и Open Target Platform) с большой вероятностью связана с особенностями S1 доменов. 3. Были получены 4 набора дифракционных данных «нативных» кристаллов для S1 из P. aeruginosa c максимальным разрешением 2.0 Å и 3 набора данных «нативных» кристаллов для S1 из T. thermophilus с максимальным разрешением 2.7 Å. Первоначальная обработка показала, что кристаллы S1 из P. aeruginosa, отражающие с разрешением 3.5 Å имеют очень большую ячейку. Исходя из расчетов коэффициента Мэттьюза, для массы белка 64 кДа, в асимметричной части такой ячейки может находиться от 16 до 20 молекул белка, что, с учетом мультидоменности белка и низкого разрешения, не позволяет использовать эти данные для определения структуры. Другие использованные кристаллы имеют размеры ячейки, соответствующие белку с меньшим молекулярным весом, нежели полноразмерный S1 из P. aeruginosa. Метод молекулярного замещения для определения структур S1 из P. aeruginosa и T. thermophilus не сработал. Набор пригодных тяжелоатомных производных, обладающих аномальным рассеянием, был для нас сильно урезан наличием источника излучения лишь на длине волны 1.54 Å (Лабораторная установка Института белка РАН). Воздействие соединений ртути приводило к растворению «нативных» кристаллов, а при вымачивании в солях платины или урана обработка полученных дифракционных данных показала отсутствие аномального сигнала. В случае йод-органического соединения, обработка данных зафиксировала слабый аномальный сигнал, но его уровень оказался недостаточно высоким для определения структуры. 4. При стрессовых (не ингибирующих рост культуры клеток) концентрациях антибиотика и антимикробных пептидов наблюдается тенденция к увеличению концентрации (по сравнению с контролем) рибосомных белков. В то время как при повышении концентрации антибиотика и антимикробных пептидов вплоть до ингибирующей наблюдается уменьшение концентрации рибосомных белков. 5. По результатам изучения цитотоксичности антимикробных пептидов на клеточных линиях фибробластов и раковой опухоли человека можно сделать следующие выводы: 1) Цитотоксический эффект модифицированных антимикробных пептидов R23R*, R23L* (концентрации 0,01-8 мкМ), R23F*, R23DI* и R23EI* (концентрации 0,01-40 мкМ) как правило не приводил к снижению количества жизнеспособных клеток более чем на 10-25 % относительно контроля. 2) Модифицированные антимикробные пептиды R23R* и R23L* проявляли меньший цитотоксический эффект по сравнению с пептидами R23F*, R23DI*, R23EI*.