Эксπир
Регистрация / Вход

Фотофизическая характеристика и пространственная организация новых флуоресцентных биомаркеров

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.12.3013
Организация
ИБХ РАН
Руководитель работ
Плетнев Владимир Захарович
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Внебюджетные средства
4,1 млн

Структурно-функциональная характеристика флуоресцентных белков, используемых в качестве биомаркеров в клеточной биологии, бионанотехнологии и биомедицине, с целью направленного изменения свойств флуоресцентных биомаркеров для улучшения их фотофизических и технологических характеристик.

Соисполнители

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Лукьянов Константин Анатольевич

Предложения

Фотофизическая характеристика и пространственная организация новых флуоресцентных биомаркеров
Тема
Фотофизическая характеристика и пространственная организация новых флуоресцентных биомаркеров
Входящий номер
7087
Организация
ИБХ РАН
Руководитель организации-инициатора
Иванов Вадим Тихонович

Этапы проекта

1
11.08.2008 - 30.09.2008
В ходе выполнения работ по первому этапу были получены следующие основные результаты.
1. Проведен анализ научно-технической литературы, специализированных баз данных и других источников по тематике работы, который позволил перспективные флуоресцентные белки для дальнейшей работы.
2. Проведены патентные исследования с целью обнаружить патенты и заявки на изобретения, а также другую научно-исследовательскую информацию, касающихся получения и практического использования новых вариантов флуоресцентных белков. Анализ результатов патентных исследований показал, что существует ряд патентов, защищающих различные аминокислотные последовательности флуоресцентных белков. Так как предлагаемые для получения и дальнейшего практического применения новые варианты флуоресцентных белков будут нести новые, ранее не известные, уникальные аминокислотные замены (мутации), являющиеся независимым объектом интеллектуальной собственности, эти новые варианты будут соответствовать условию охраноспособности «новизна».
3. Проведен анализ возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР и выбрана оптимальная стратегия. В качестве песпективных флуоресцентных белков для дальнейшего изучения выбраны следующие белки:
• Красный флуоресцентный белок eqFP578 морской актинии Entacmaea quadricolor.
• Дальне-красный димерный флуоресцентный белок Katushka (мутантный вариант eqFP578).
• Дальне-красный мономерный флуоресцентный белок mKate (мутантный вариант eqFP578).
• Фототоксичный красный флуоресцентный белок KillerRed.
• Зеленый флуоресцентный белок aceGFP гидроидной медузы Aequorea coerulescence.
• Фотоактивируемый вариант белка aceGFP с мутацией G222E.
• Желтый флуоресцентный белок phiYFP гидроидной медузы Phialidium.

4. Два из выбранных флуоресцентных белков – mKate и KillerRed получены в количествах и степени чистоты, необходимых для структурной и функциональной характеристики
5. Проведен подбор условий, оптимальных для кристаллизации, и получены кристаллы двух выбранных на этом этапе флуоресцентных белков – mKate и KillerRed. Для белка mKate получены кристаллы в четырех значениях кислотности среды (рН 2.0, 4.2, 7.0 и 9.0), при которых mKate обладает различными спектральными свойствами.
6. Проведена настройка станции сбора дифракционных данных от кристаллов белков «Белок» на пучке синхротронного излучения накопителя «Сибирь-2», которая позволит проводить сбор дифракционных данных от кристаллов белков с разрешением до 1 A.
7. Проведена оптимизация условий экспрессии генов флуоресцентных белков в клетках E. coli и подобраны условия, обеспечивающие максимальный выход целевого белка. Отработана методика очистки рекомбинантных флуоресцентных белков в количествах и степени чистоты, необходимых для дальнейшей структурной и функциональной характеристики.
Развернуть
2
01.10.2008 - 31.12.2008
1. Выделены и очищены четыре оставшихся флуоресцентных белка для структурной и функциональной характеристики.
2. Проведены работы по мутагенезу отдельных белков с целью изменения их фотофизических характеристик.
3. Изучены спектральные свойства выделенных целевых белков и определены их фотофизические характеристики в зависимости от особенностей объектов.
4. Оптимизированы условия кристаллизации выбранных флуоресцентных белков. Проведен рентгеноструктурный анализ полученных кристаллов с целью установления пространственной структуры.
5. Отработаны условия проведения низкотемпературного рентгеновского исследования для кристаллов флуоресцентных белков.
Развернуть
3
01.01.2009 - 30.06.2009
Осуществлен скрининг и оптимизация условий кристаллизации оставшихся из списка выбранных флуоресцентных белков. Проведен рентгеноструктурный анализ полученных кристаллов с целью установления пространственной структуры белка. Проведены работы по мутагенезу наиболее перспективных для практического использования флуоресцентных белков с целью изменения их фотофизических характеристик.
Развернуть
4
01.07.2009 - 31.10.2009
Установлена с высоким разрешением пространственная организация трех белковых бионаномаркеров на атомном уровне. Произведен стереохимический анализ кристаллических структур бионаномаркеров. Проведен анализ рентгеноструктурных и биохимических данных с целью разработки подходов для рационального конструирования новых перспективных флуоресцентных биомаркеров с улучшенными свойствами.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2012 - 2013, 15 мес.
Бюджетные средства
1,76 млн
Организация
ИБХ РАН
профинансировано
Тема
Фотофизическая характеристика и пространственная организация новых флуоресцентных биомаркеров.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка новых биокатализаторов с улучшенными характеристиками на основе практически важных оксидоредуктаз, с использованием методов био-инженерии и структурного анализа.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1
Тема
Выделение, функциональная характеристика и определение пространственной структуры новых промышленно значимых термостабильных ферментов
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1
Тема
Методы и средства метрологического обеспечения измерений пространственных и функциональных характеристик наноразмерных покрытий и гетероструктур.
Продолжительность работ
2011, 6 мес.
Бюджетные средства
19 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка постгеномных аналитических систем для высокопроизводительного выявления биомаркеров онкозаболеваний
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
304 млн
Количество заявок
17