Лаборатория прикладной энзимологии

Заведующая лабораторией - Литвинко Наталья Михайловна
доктор химических наук, доцент
Лауреат Государственной премии Беларуси

тел. +375 (17) 3698187

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


О лаборатории

Лаборатория прикладной энзимологии создана 08.04.1985, реорганизована 14.12.2007 в связи с переводом группы биохимии липолитических ферментов из состава лаборатории прикладной биохимии. Основатель лаборатории и ее заведующий (08.04.1985 – 20.11.2007 гг.) д.х.н. проф. Метелица Д.И.

{spoiler title=подробнее}Создана научная школа проф. Метелицы Д.И. «Кинетика и механизмы действия окислительно-восстановительных ферментов и их моделей». Основное направление исследований (1985-2007 гг.) – активация, ингибирование и стабилизация оксидоредуктаз (фундаментальные исследования) и их использование при разработке иммуноферментных и других биоаналитических систем для микроопределения сердечных гликозидов, стероидных гормонов, белков и других биомолекул (прикладные исследования).

Существенный вклад в становление и развитие лаборатории в 1985-2007 гг. внесли д.х.н. Еремин А.Н., к.б.н. Карасева Е.И., к.х.н. Тарун Е.И., к.б.н. Маркина В.А., к.б.н. Савенкова М.И., к.х.н. Пучкаев А.В., к.х.н. Русь О.Б., к.х.н. Арапова Г.С., к.х.н. Гринцевич Е.Э., к.б.н. Курченко В.П., к.х.н. Плюгачева Е.И.

Основные публикации:

  1. Метелица Д.И. Активация кислорода ферментными системами.-М: Наука, 1982.-255 с.
  2. Метелица Д.И. Моделирование окислительно-восстановительных ферментов.- Мн.:Наука и техника,1984.-293.
  3. Метелица Д.И., Еремин А.Н. Обращенные мицеллы поверхностно-активных веществ в органических растворителях – модель биологических мембран //Успехи биологической химии.- 1988.- Т.28.- С.145-173.
  4. Metelitza D.I., Karasyova E.I.,Grintsevich E.E., Thorneley R.N.F.//J.Inorg.Biochem.-2004.-V.98.-P.1-9.
  5. Метелица, Д.И. Инициирование и ингибирование радикальных процессов в биохимических пероксидных системах (обзор) / Д.И. Метелица, Е.И. Карасева // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43, № 5. С. 537-564.{/spoiler}

В настоящее время в лаборатории работает 6 сотрудников (в т.ч. 1 доктор наук и 1 кандидат наук)


Направления научных исследований лаборатории

  • установление на основе изучения кинетики закономерностей протекания липолитических реакций с участием фосфолипаз А2 и С в условиях взаимодействия с биополимерами (периферические, интегральные и растворимые белки; полипептиды, нуклеиновые кислоты) и низкомолекулярными биорегуляторами (простаноиды, этанол, фосфолипиды, лизофосфохолин, ненасыщенные жирные кислоты и др.);
  • определение устойчивости к ферментативной деградации одно- и с многокомпонентных липосом, а также конъюгатов нуклеиновых кислот с фосфолипидами, как потенциальных переносчиков лекарственных средств;
  • выявление ингибиторов фосфолипаз в ряду простаноидов, тиотетроновых кислот, пестицидов, феромонов, производных компонентов нуклеиновых кислот и др.;
  • разработка тест-систем разного уровня (качественного и количественного) для определения активности фосфолипаз А2 и С в биологических жидкостях, клеточных культурах и тканях.

Основные достижения лаборатории

Фундаментальные исследования в области теоретической биохимии

  1. создана на основе обнаружения сходства аминокислотных последовательностей при теоретическом анализе первичных структур липолитических и протеолитических ферментов гипотетическая схема активного центра фосфолипазы А2 (каталитический (эстеразный) центр; анионсвязывающий катионный центр и ранее не обнаруженный катионсвязывающий анионный центр) с возможным участием аминоксилоты серин в каталитическом акте, подтвержденная к настоящему время экспериментально и признанная в научном сообществе;
  2. впервые разработан алгоритм поиска аналогий и гомологий в первичных структурах белков, заключающийся в разбивке последовательности аминокислот на отрезки вокруг «ключевых аминокислот», что позволило не только выявить наличие сходства между разными фосфолипазами, но и обнаружить сходные участки (три триады пептидов по 12-17 остатков) в последовательности аминокислот в пределах первичной структуры одного белка, а также между ферментами разных классов (фосфолипазы А2 млекопитающих, змей и пчелы, трипсин, химотрипсин).

Фундаментальные исследования в области экспериментальной биоорганической химии и биохимии

  1. впервые выделены и обоснованы в качестве основных критериев ферментативного разрушения фосфолипидов: структурный (взаимодействие фосфолипаз с субстратом по всем сайтам активного центра фермента, включая не обнаруженные ранее анионный центр и гидрофобные контакты) и функциональный (сопряжение липид-белковых, липид-липидных, белок-нуклеиновых и белок-белковых взаимодействий в процессе липолиза);
  2. установлено, что первичная регуляция каталитической активности фосфолипаз происходит на надмолекулярном уровне и в большей степени зависит от организации субстрата; химическая природа субстрата играет второстепенную роль. В первую очередь гидролизу подвергаются домены, которые расположены вблизи мембранных белков или организованы по принципу мицелл. Гидролиз таких липидов может существенно влиять на протекание мембранных процессов;
  3. обнаружено образование прочного комплекса фосфолипазы А2 с компонентами нуклеиновых кислот, проявляющего высокую липолитическую активность (230 - 300 мкэкв. мин-1 мг-1), который получен в гомогенном состоянии и охарактеризован физико-химическими методами;

Прикладные исследования

  1. разработан комплекс новых методов – выделение фосфолипазы А2 из поджелудочной железы путем сорбции на субстрате (лецитине); неспецифической ФЛС и фосфатидилинозитспецифичной ФЛС из культуральных жидкостей микроорганизмов;
  2. впервые проведены испытания, установлены важные закономерности трансформации лекарственных средств при участии фосфолипаз и продемонстрирована их функциональная причастность к процессам утилизации лекарственных соединений в организме;
  3. обнаружена повышенная устойчивость к ферментативной деградации липосом, состав которых представляет собой эквимолярную смесь фосфатидилглицерина и сфингомиелина, как потенциальных переносчиков с целью уменьшения токсичности лекарственных средств, в том числе полученных и на основе компонентов нуклеиновых кислот (липосомальное инкапсулирование лекарств);
  4. разработан и запатентован способ определения эффекторной активности любого ряда химических соединений, который может быть использован в качестве контрольного теста при определении сферы применения биологически активных соединений в качестве антигемолитических агентов;
  5. разработан и запатентован новый эффективный клинико-лабораторный способ оценки липолитической активности в биологических жидкостях и тканях. Показана возможность определения активности внутриклеточных фосфолипаз плазмы крови человека при некоторых патологиях желудочно-кишечного тракта;
  6. разработан и запатентован новый эффективный клинико-лабораторный способ диагностики панкреатита по уровню фосфолипазной А2 активности сыворотки крови.

Избранные публикации

  1. Litvinko N.M. Hydrolysis of glycerophospholipids ву the phosphatidylinosite-specific phospholipase C. pp. 315-320 in: "Biophosphates and Their Analogous – Synthesis, Structure, Metabolism and Activity", Elsevier Science Publisher B.V., Amsterdam, 1987.
  2. Литвинко Н.М., Кисель М.А. Эндогенные фосфолипазы А2. Структура и функция. – Мн.: Навука i тэхніка, 1991. – 270 с.
  3. Литвинко Н.М. Активность фосфолипаз А2 и С при биохимическом моделировании. – Минск.: Технопринт. – 2003 г., 350 с.
  4. Litvinko, N.M. Study of phospholipase A2 hydrolysis using conversion of methemoglobin to hemoglobin / N.M. Litvinko, G.M. Andreyuk, M.A. Kisel // Faseb. J., – 1997. – Vol.11, №9. – Р. 2623.
  5. Litvinko, N.M., Kuchuro S.V., Zhukova M.V. Dynamics of formation of lysoforms on enzymatic hydrolysis of phosphatidylalkanols // Biochemistry (Moscow), 2002. – Vol.67, №9. – P.1027-1031.
  6. Rubinov D.B., Budnikova M.V., Zheldakova T.A., Litvinko, N.M. Kuchuro S.V., Babitskaya S.V. Synthesis and antiphospholipase activity of 3,5-disubstituted thiotetronic acid derivatives // Russian Journal of Organic Chemistry. – 2006. – Vol.42, №3. – P. 423-429.
  7. Герловский Д.О., Литвинко Н.М., Скоростецкая Л.А., Кучуро С.В., Калиниченко Е.Н., Фарина А.В. Фосфодиэфирные производные ацикловира – новые ингибиторы панкреатической фосфолипазы А2 /Доклады НАН Беларуси 2010. – Т.54, №1. – С. 75-82.

Лаборатория сотрудничает со следующими зарубежными научными центрами и организациями Республики Беларусь

  1. Институт биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова (РАН, Москва)

Оценка научных достижений сотрудников лаборатории

  1. Рахуба Г.Н. (Антончик Г.Н.) – Лауреат Премии НАН Беларуси за студенческую научную работу по исследованию активности фосфолипазы А2 (2003)
  2. Литвинко Н.М. - Лауреат Государственной премии РБ (2004 г.), Лауреат персональной надбавки Президента Республики Беларусь (2008 г.), юбилейная медаль «В честь 80-летия Национальной академии наук Беларуси» (2010 г.)
  3. Герловский Д.О. – Лауреат стипендии Президента Республики Беларусь (2009 г.)

© 2018 Институт биоорганической химии НАН Беларуси. Все права защищены.