Лаборатория структурных исследований аппарата трансляции

Алексей Донатович Никулин

Руководитель лаборатории с 2016 г.
Кандидат химических наук с 2000 г.
Зам. директора по научной работе с 2015 г.

Мария Борисовна Гарбер

Руководитель группы препаративной биохимии белков с 1968 г.
Заведующая лабораторией с 1998 по 2016 г.
Кандидат биологических наук c 1977 г.
Доктор биологических наук с 1996 г.
Профессор молекулярной биологии с 1997 г.

Сотрудники

д.б.н. С. В. Тищенко
к.б.н А. П. Корепанов
к.б.н О. С. Костарева
к.б.н. О. С. Никонов
к.б.н. Е. Ю. Никонова
к.б.н. Е. А. Столбоушкина
к.б.н. А. В. Коробейникова
к.б.н У. Ф. Джус
асп. А. О. Михайлина

Основные научные достижения

Главной тематикой лаборатории с 80-х годов прошлого века было исследование структуры компонентов белок-синтезирующей системы. Наиболее важными достижениями можно считать получение пригодных к рентгеноструктурным исследованиям кристаллов фактора элонгации G, 70S рибосом и 30S рибосомных субчастиц, выделенных из экстремально термофильной бактерии Thermus thermophilus. Данные по кристаллам рибосом легли в основу работ ряда зарубежных лабораторий по определению структуры 70S рибосом и 30S рибосомных субчастиц T. thermophilus, которые в 2009 году были отмечены Нобелевской премией. Пространственная структура фактора элонгации G (EF-G), которая явилась первым примером мимикрии белком структуры тРНК, была определена нашей группой совместно с лабораторией А. Лильяса (Лунд, Швеция). В 90-ые годы лаборатория структурных исследований аппарата трансляции совместно с группой С.В.Никонова в нашем Институте и в сотрудничестве с рядом зарубежных лабораторий занималась определением кристаллических структур изолированных рибосомных белков и комплексов отдельных рибосомных белков со специфическими фрагментами рибосомных РНК. Были определены структуры пяти комплексов рибосомных белков с РНК, в том числе структура изолированного рибосомного L1-выступа, что позволило дополнить и уточнить структуру большой рибосомной субчастицы. В сотрудничестве с группами в Швеции и Франции методами ЯМР были определены также структуры восьми рибосомных белков в растворе. Все эти работы были важным вкладом в определение пространственной структуры рибосом. Совместно с группой С.В.Никонова и нашими aвстрийскими коллегами был проведен цикл работ по исследованиям структурных основ регуляции трансляции: проводилось определение структуры регуляторных комплексов рибосомного белка L1 с фрагментами его мРНК и сравнение этих структур со структурой рибосомного комплекса L1-23S рРНК. С помощью мутагенного анализа РНК-белковых взаимодействий в комплексах рибосомных белков с фрагментами РНК были получены важные результаты по принципам РНК-белкового узнавания. Исследовалась также роль отдельных рибосомных белков в сборке и функционировании бактериальной рибосомы. Начиная с середины 2000-ных годов, нами проводятся исследования фактора инициации трансляции 2 из архей. Это гетеротримерный белок гомологичный у архей и эукариот (a/eIF2). Нами была определена впервые структура полноразмерного aIF2 и структура функционально-важного тройственного комплекса этого белка с ГТФ и метионилированной инициаторной тРНК. Совместно с группой И. Шатского (МГУ) было показано, что архейный фактор aIF2 способен образовывать преинициаторный комплекс с эукариотической рибосомой.

Перспективы исследований

В настоящее время в лаборатории ведется работа по исследованию структуры эукариотического фактора инициации трансляции 2 из дрожжей и человека. Получены кристаллы ряда химерных (архейно-эукариотических) тройственных комплексов с инициаторной тРНК. Ведётся работа по определению их структуры. Получены кристаллы мутантных форм гамма-субъединицы a/eIF2, для которых известно, что данные мутации являются причиной нейродегенеративных болезней человека. Определение структуры таких мутантных форм белка должно помочь в понимании структурных причин их функциональных дефектов. Эти работы ведут к поиску мишеней для создания лекарственных средств. Кроме того, продолжается работа по получению, кристаллизации и структурным исследованиям отдельных компонентов архейной рибосомы, а также по структуре ряда регуляторных комплексов рибосомных белков с фрагментами их мРНК. В рамках этого направления, в частности, исследуется боковой Р выступ большой рибосомной субчастицы архей, структура которого плохо определяется в составе интактных рибосом из-за его высокой подвижности. Работа по определению и анализу структур регуляторных РНК-белковых комплексов должна расширить понимание структурных основ регуляции трансляции и принципов РНК-белкового узнавания.