Тема 1: Филогенетический анализ неорганических пирофосфатаз семейства II

Пирофосфатазы (РРазы) являются универсальным ферментом клетки, поскольку они утилизируют пирофосфат, образующийся в качестве побочного продукта фундаментальных клеточных процессов. РРазы бывают растворимые и мембранные. Растворимые РРазы образуют два негомологичных семейства – I и II. Семейство I известно более 70 лет и уже детально изучено. Семейство II открыто всего несколько лет назад в бактериях и архебактериях и изучено в гораздо меньшей степени. Пирофосфатазы семейства II представляют интерес как мишень, поскольку многие бактерии, содержащие РРазы семейства II, патогенны. Известны первичные структуры нескольких десятков пирофосфатаз II, третичные структуры – для трех из них. Выделены и охарактеризованы в функциональном аспекте пять РРаз. Одна из них (из Vibrio cholerae – возбудителя холеры) неожиданно обнаружила зависимость активности от присутствия в среде ионов щелочных металлов.

Что планируется сделать:

Анализ первичных структур пирофосфатаз семейства II c целью выявления подсемейств и эволюционной истории.

Анализ трехмерных структур белков, связывающих моновалентные катионы, с целью нахождения универсальных мотивов связывающих центров.

Поиск таких мотивов в пирофосфатазе V. cholerae и предсказание строения центра связывания моновалентных катионов в ней и других пирофосфатазах.

Контакты: Байков Александр Андреевич, отдел химии белка НИИ им. Белозерского, лаб. 622. тт. 8-916-582-6901, 939-5541

Тема 2: Спектр неорганической пирофосфатазы в бактериях и простейших

Пирофосфатаза (РРаза является универсальным ферментом клетки, поскольку она утилизируют пирофосфат, образующийся в качестве побочного продукта фундаментальных клеточных процессов. РРазы бывают растворимые и мембранные. Растворимые РРазы образуют два негомологичных семейства – I и II. Семейство I известно более 70 лет и уже детально изучено. Семейство II открыто всего несколько лет назад в бактериях и архебактериях и изучено в гораздо меньшей степени. Растворимые пирофосфатазы рассеивают энергию, выделяющуюся при гидролизе пирофосфата, мембранные используют ее для транспорта протона через мембрану. Пирофосфатазы семейства II и мембранные пирофосфатазы представляют интерес как мишени при лекарственной терапии, поскольку многие содержащие их бактерии патогенны. Некоторые из этих бактерий содержат как растворимую, так и мембранную пирофосфатазы. Какую из них надо подавить для того, чтобы убить клетку? Ответить на этот вопрос можно, поняв как скоординировано их действие. В качестве первого шага надо получить информацию о том, какие разновидности мембранной и растворимой пирофосфатазы могут сосуществовать в клетке.

Что планируется сделать:

Анализ известных полных геномов бактерий на предмет наличия в них множественных генов пирофосфатаз.

Для бактерий, имеющих гены нескольких пирофосфатаз – классификация пирофосфатаз по подсемействам. Поиск в них возможных регуляторных элементов, обеспечивающих включение/выключение фермента.

Контакты: Байков Александр Андреевич, отдел химии белка НИИ им. Белозерского, лаб. 622. тт. 8-916-582-6901, 939-5541