ENG
Главное меню
Главная
Новый сайт
История
Деятельность
События
Администрация
Профком
Подразделения
Образование
Научный совет РАН
Сервис
Публикации
Диссертации
Госконтракты
Контакты
Инфоресурсы
Телефоны
Пользователи
Библиотека
Картотека оборуд.
Баннеры и права

Фотогалерея
Архив файлов
Отчеты
Гранты, программы
Бухгалтерия
Авторефераты
Оборудование
Разное
Добавить файл

Архив ссылок
Институтские
Внешние
Добавить ссылку

Объявления
Свежие
Архив по датам
Архив по темам
Добавить

Форум
Новые темы
Популярные
Активные

Информация


Показать / Спрятать
October 14, 2019 22:15 MSK  
Показать / Спрятать
Лаборатория растительных полисахаридов N41
Лаборатория растительных полисахаридов N41
Заведующий - проф. Усов Анатолий Иванович (e-mail: usovatioc.ac.ru, тел. (499) 137-6791)

Лаборатория (в 1969-1984 гг. - группа) создана ее нынешним руководителем на базе части Лаборатории акад. Н.К. Кочеткова, Лаборатории проф. Н.Н. Шорыгиной и группы д.х.н. О.П. Головой.

Направления исследований
  • Развитие методов структурного анализа и установление химического строения растительных полисахаридов, таких как сульфатированные полисахариды морских водорослей и сложные полисахариды грибов и высших растений, для изучения связи структуры этих соединений с физико-химическими свойствами и биологической активностью.
  • Синтез углеводных флуорогенных субстратов для обнаружения и количественного определения ряда ферментов, нарушения в работе которых приводят к тяжелым наследственным заболеваниям.
  • Сравнительное исследование структуры и иммунологических реакций нормального иммуноглобулина М (IgM) и его ревматоидного аналога (IgM-RF) для разработки подходов к созданию новых методов определения IgM-RF и новых иммунологических медицинских препаратов.
Основные достижения
  • С помощью химических методов структурного анализа и спектроскопии ЯМР изучено строение сульфатированных полисахаридов (фукоиданов) из тихоокеанских бурых водорослей Analipus japonicus, Chordaria flagelliformis, Alaria marginata, Sargassum polycystum и атлантической водоросли Saccharina latissima. Среди выделенных фукоиданов обнаружены новые типы структур, отличающиеся от известных ранее полисахаридов положением сульфатных групп и точек разветвления молекул (аналипус), одновременным присутствием остатков фукопиранозы и фукофуранозы (хордария), наличием большого количества остатков галактозы (алярия и саргассум), необычным типом связей между остатками галактозы (саргассум) и присутствием сульфатированного фукоманноглюкуронана наряду с фукансульфатом (сахарина). Тем самым существенно расширены представления о структурном разнообразии этого класса полисахаридов и показано, что представители разных родов бурых водорослей могут очень сильно различаться по структуре фукоиданов. Проведены биологические испытания большого набора фукоиданов, проявляющих противовоспалительное, антикоагулянтное, иммуномодулирующее и противоопухолевое действие. Установлено, что биологическая активность фукоиданов существенно зависит от деталей строения их молекул. В частности, показано, что именно наличие фукансульфата, а не фукоманноглюкуронана, имеет определяющее значение для биологической активности препаратов из сахарины. Сульфатированный полисахарид нового типа выделен также из тихоокеанской зеленой водоросли Codium yezoense. Он представляет собой высокоразветвленный (1->3,1->6)-β-D-галактан, содержащий большое количество сульфатных групп и пятичленных циклических кеталей пировиноградной кислоты (последние обнаруживались ранее только в полисахаридах бактерий). Ответственный исполнитель работ по полисахаридам водорослей с.н.с. М.И.Билан, соисполнители по ИОХ – лаборатории NN 30 и 52, соисполнители вне ИОХ - ГУ НИИ биомедицинской химии им. В.Н.Ореховича РАМН.

    Из мицелия базидиального гриба Ganoderma lucidum, способ ускоренного культивирования которого разработан в ГУ НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф.Гаузе РАМН, выделены новые полисахариды, ксиломаннан и фукогалактан, обладающие выраженной противоопухолевой активностью. Интересной особенностью ксиломаннана является одновременное присутствие в его молекулах остатков α-D-маннопиранозы и β-D-маннопиранозы (первые образуют главную цепь, а вторые терминируют боковые ответвления из остатков ксилозы). Биологические испытания этого полисахарида, проведенные в Онкоцентре РАМН, показали его высокую активность в очень малых дозах при пероральном введении. Получены данные о полисахаридном составе аскомицета Penicillium roqueforti и мукорового гриба Cunninghamella japonica. Кроме возможного практического использования выделенных полисахаридов в качестве биологически активных веществ, данные о строении полисахаридов важны для уточнения систематического положения изученных грибов. Ответственный исполнитель работ по полисахаридам грибов проф. А.И. Усов, соисполнитель по ИОХ – лаборатория N30, соисполнители вне ИОХ - ГУ НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф.Гаузе РАМН, Российский онкологический научный центр им. Н.Н.Блохина РАМН, Институт микробиологии им. С.Н.Виноградского РАН.

  • Осуществлен химический синтез ряда флуорогенных субстратов для высокочувствительного обнаружения и количественного определения активности важных с точки зрения медицины ферментов углеводного и липидного обмена. Разработан общий способ синтеза 4-дезокси-4-фторпроизводных D-глюкозы и D-глюкозамина из левоглюкозана, что позволило приготовить эффективный гликозил-донор, 3,6-ди-О-ацетил-2,4-дидезокси-2-трифторацетамидо-4-фтор-α-D-глюкопиранозилфторид, для гликозилирования углеводов или флуоресцентных фенолов. Выполнен синтез трисахаридного производного α-D-Glcp-(1->4)-β-D-Glcp-(1->4)-β-D-Glcp-MU, где MU – 4-метил-умбеллиферил, потенциального реагента для флуориметрического обнаружения кислой α-глюкозидазы (недостаточность этого фермента, приводящая к мышечной дистрофии, известна как болезнь Помпе, или гликогенная болезнь типа II). Разработан новый способ получения 4-метилумбеллиферил-2'-ацетамидо-2'-дезокси-α-D-галактопиранозида путем аномеризации более доступного защищенного β-изомера под действием эфирата BF3 в присутствии триметилсилилового эфира 4-метилумбеллиферона. α-Галактозаминид, полученный после удаления защитных групп, предназначен для определения α-галактозаминидазы, наследственная недостаточность которой служит причиной тяжелого заболевания (болезни Шиндлера). Синтезированные ранее дисахаридные производные 4-метилумбеллиферона, содержащие модифицированный невосстанавливающий концевой остаток глюкозамина (4-дезокси-4-фтор- или N-трифторацетил-), оказались эффективными диагностическими реагентами для выявления болезни Гоше и для измерения уровня хитотриозидазы в тканях и крови человека. Предложен новый метод синтеза фосфатов сахаров путем обработки защищенных производных углеводов оксихлоридом фосфора с последующим переводом промежуточных дихлорфосфатов в бензиловые эфиры, которые легко поддаются хроматографической очистке и приводят к целевым фосфатам после удаления защитных групп. Ответственный исполнитель раздела в.н.с. Я.В.Возный, соисполнители вне ИОХ – Институт медицинской генетики РАМН и Медицинский центр Университета им. Эразма, Роттердам, Нидерланды.

  • С помощью новейших физико-химических методов исследования впервые продемонстрированы принципиальные различия между нормальным (IgM) и ревматоидным (IgM-RF) иммуноглобулинами человека, касающиеся как антиген-связывающих (Fab), так и комплемент-связывающих (Fc)5 областей белка, что можно рассматривать как структурную основу ревматоидной активности IgM-RF. В качестве методов исследования использованы малоугловое рентгеновское рассеяние (МУРР), масс-спектрометрия, атомно-силовая микроскопия (АСМ), спин-метка (МСМ) и ультрацентрифугирование. Показано, что при трипсинолизе Fab и Fab-RF последний дает почти в два раза больше пептидов, что свидетельствует о большей расторможенности его конформации. Усовершенствована классическая методика трипсинолиза исходного белка, позволившая получать гомогенные фрагменты (Fc)5 и (Fc)5-RF. Разработана методика нанесения препаратов IgM, (Fc)5-фрагментов и их ревматоидных аналогов на свежий скол слюды для исследования методом АСМ. Обнаружены существенные различия температурно-вязкостной зависимости в спектрах ЭПР спин-меченых моноклональных IgM и IgM-RF. При скрининге по IgM-ревматоидной активности 15 образцов плазмы крови больных макроглобулинемией найден образец, обладающий аномально высокой ревматоидной активностью на фоне отсутствия каких-либо аутоиммунных заболеваний. Из этого образца выделен высокоочищенный препарат IgM-RF и получены предварительные данные о его структуре с помощью методов МУРР и АСМ. В частности, показано, что размер молекул его достоверно меньше, чем у неревматоидного моноклонального IgM, из его 10 Fab-областей половина не содержит легких цепей, а остальные обладают большей конформационной гибкостью по сравнению с Fab-областями обычных моноклональных IgM. Ответственный исполнитель раздела с.н.с. В.А.Лапук, соисполнитель вне ИОХ – Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова РАН).

Важнейшие публикации за 2007-2011 гг.
    Обзоры:
  • M.I.Bilan, A.I.Usov. Structural analysis of fucoidans. // Natural Product Communications, 3(10), 1639-1648 (2008).
  • A.I.Usov. Plant polysaccharides: Structural diversity and availability of their oligosaccharide fragments. In: Progress in the synthesis of complex carbohydrate chains of plant and microbial polysaccharides (N.E.Nifantiev, ed.) Transworld Research Network, Trivandrum, India, 2009, P.1-32.
  • А.И.Усов, М.И.Билан. Фукоиданы – сульфатированные полисахариды бурых водорослей. // Успехи химии, 78(8), 846-862 (2009).
  • A.I.Usov. Polysaccharides of the red algae. // Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 65, 115-217 (2011).
    Экспериментальные статьи:
  • М.И.Билан, А.Н.Захарова, А.А.Грачев, А.С.Шашков, Н.Э.Нифантьев, А.И.Усов. Полисахариды водорослей. 60. Фукоидан из тихоокеанской бурой водоросли Analipus japonicus (Harv.) Winne (Ectocarpales, Scytosiphonaceae). // Биоорганическая химия, 33(1), 44-53 (2007) (совместно с лабораториями N30 и N52 ИОХ РАН).
  • Н.А.Маркина, Я.В.Возный. Короткий путь к 4-дезокси-4-фтор-глюкозаминидам. Синтез метилумбеллиферил-N-ацетил-4-дезокси-4-фтор-β-D-глюкозаминида. // Биоорганическая химия, 34(4), 530-535 (2008).
  • В.В.Волков, В.А.Лапук, Э.В.Штыкова, Н.Д.Степина, К.А.Дембо, А.В.Соколова, С.В.Амарантов, В.П.Тимофеев, Р.Х.Зиганшин, Е.Ю.Варламова. Особенности структуры Fab-фрагментов ревматоидного фактора IgM-RF в растворе. // Кристаллография, 53(3), 499-506 (2008).
  • Н.А.Ушакова, Г.Е.Морозевич, Н.Е.Устюжанина, М.И.Билан, А.И.Усов, Н.Э.Нифантьев, М.Е.Преображенская. Антикоагулянтная активность фукоиданов из бурых водорослей. // Биомедицинская химия, 54(5), 597-606 (2008).
  • Р.И.Атауллаханов, А.В.Пичугин, Т.М.Мельникова, Р.М.Хаитов. Повышение иммуногенности белковых антигенов путем конъюгации с иммуномаксом. // Иммунология, 29(6), 334-337 (2008).
  • М.С.Евсенко, А.С.Шашков, А.В.Автономова, Л.М.Краснопольская, А.И.Усов. Полисахариды базидиальных грибов. Растворимые в щелочи полисахариды из мицелия трутовика лакированного Ganoderma lucidum (Curt.: Fr.) P.Karst. // Биохимия, 74(5), 657-667 (2009).
  • Д.А.Андриянова, Г.П.Смирнова, А.С.Шашков, А.О.Чижов, Л.А.Галанина, Е.П.Феофилова, А.И.Усов. Полисахаридный состав мицелия и клеточных стенок гриба Penicillium roqueforti. // Биоорганическая химия, 37(3), 399-407 (2011).
  • M.I.Bilan, E.V.Vinogradova, A.S.Shashkov, A.I.Usov. Structure of a highly pyruvylated galactan sulfate from the Pacific green alga Codium yezoense (Bryopsidales, Chlorophyta). // Carbohydrate Research, 342(3-4), 586-596 (2007).
  • A Cumashi, N.A.Ushakova, M.E.Preobrazhenskaya, A.D’Incecco, A.Piccoli, L.Totani, N.Tinari, G.E.Morozevich, A.E.Berman, M.I.Bilan, A.I.Usov, N.E.Ustuzhanina, C.J.Sanderson, M.Kelly, G.A.Rabinovich, S.Iacobelli, N.E.Nifantiev. A comparative study of the antiinflammatory, anticoagulant, antiangiogenic and antiadhesive activities of nine different fucoidans from brown seaweeds. // Glycobiology, 17(5), 541-552 (2007).
  • L.M.Krasnopolskaya, M.I.Leontieva, A.V.Avtonomova, E.B.Isakova, I.V.Belitskii, A.I.Usov, V.M.Bukhman. Antitumor properties of submerged cultivated biomass and extracts of medical mushrooms of genus Hypsizygus Singer (Agaricomycetidae). // International Journal of Medical Mushrooms, 10(1), 25-35 (2008).
  • M.I.Bilan, E.V.Vinogradova, E.A.Tsvetkova, A.A.Grachev, A.S.Shashkov, N.E.Nifantiev, A.I.Usov. A sulfated glucuronofucan containing both fucofuranose and fucopyranose residues from the brown alga Chordaria flagelliformis. // Carbohydrate Research, 343(15), 2605-2612 (2008).
  • O.P. van Diggelen, L.F.Oemardien, N.A. van der Beek, M.A.Kroos, H.K. Wind, Y.V.Voznyi, D.Burke, M.Jackson, B.G.Winchester, A.J.Reuser. Enzyme analysis for Pompe disease in leucocytes, superior results with natural substrates compared with artificial substrates. // Journal of Inherited Metabolic Disease 32(3), 416-423 (2009).
  • M.I.Bilan, A.A.Grachev, A.S.Shashkov, M.Kelly, C.J.Sanderson, N.E.Nifantiev, A.I.Usov. Further studies on the composition and structure of a fucoidan preparation from the brown alga Saccharina latissima. // Carbohydr. Res. 345, 2038-2047 (2010).
  • D.O.Croci, A.Cumashi, N.A.Ushakova, M.E.Preobrazhenskaya, A.Piccoli, L.Totani, N.E.Ustyuzhanina, M.I.Bilan, A.I.Usov, A.A.Grachev, G.E.Morozevich, A.E.Berman, C.J.Sanderson, M.Kelly, P. Di Gregorio, C.Rossi, N.Tinari, S.Iacobelli, G.A.Rabinovich, N.E.Nifantiev. Fucans, but not fucomannoglucuronans, determine the biological activities of sulfated polysaccharides from Laminaria saccharina brown seaweed. PLoS ONE 6(2), e17283 (2011).
Лаборатория 41

Постер на Юбилей ИОХ 75:
Cтруктурный анализ фукоиданов – сульфатированных полисахаридов бурых водорослей (PowerPoint, 10.6 Мб)

Логин
Ник

Пароль


Потеряли пароль?

Нет своего аккаунта?
Зарегистрируйтесь!
 

Для отображения ВСЕХ разделов сайта необходимо войти под своим именем.