Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функцийНИР

Biologically active proteins and peptides: the study of their structure and functions.

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций
Результаты этапа: Экспериментальная работа, проводимая в рамках НИР, нацелена на системное изучение роли пептидов в функциональной регуляции клеточной активности. Пептиды являются важнейшими регуляторными и сигнальными молекулами в организмах человека и животных. Новые инструментальные подходы в области пептидной масс-спектрометрии позволили в настоящей НИР идентифицировать новые растительные пептиды и исследовать их роль в регуляции роста и развития растений. На основе исследований в рамках текущей НИР по пептидомике и протеомике модельных растений Physcomitrella patens и Arabidopis thaliana охарактеризованы белковые и пептидные ансамбли растительных клеток. Полученные данные используются в качестве основы для широкомасштабного поиска и идентификации новых биологически активных пептидов. С этой целью в ходе выполнения НИР был разработаны и апробированы новые тест-системы на основе клеточных моделей. Новые клеточные модельные системы позволяют выявлять регуляторный потенциал пептидов в широких диапазонах концентраций. Установлены новые закономерности регуляции клеточной активности пептидных фитогормонов в зависимости от их концентрации. Проведено изучение возможной роли активных форм кислорода в клеточной сигнализации при участии регуляторных пептидов и белков. На основе задела по проведению космических экспериментов с модельными растениями продолжена подготовка к гравитационным и космическим исследованиям на МКС при участии Московского университета.
2 1 января 2017 г.-27 декабря 2017 г. Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций
Результаты этапа: Пептиды принимают участие в регуляции важнейших физиологических процессов в организмах человека и животных. Новейшие подходы систем- ной биологии открыли новые возможности исследования регуляторной ро- ли пептидов в растениях. В рамках настоящей НИР впервые проведены си- стемные исследования пептидомов растительных моделей, идентифициро- ваны компоненты пептидных пулов растительных клеток. Эксперименталь- ная работа по теме НИР проводилась в рамках исследований сигнальной и регуляторной роли растительных пептидов с использованием новых подхо- дов пептидомики и системной биологии, а также инструментальных син- тетических подходов химии пептидов. В течение отчетного периода для исследований были использованы новые пептиды, структура которых бы- ла установлена в ходе пептидомного анализа модельного организма мха Physcomitrella patens. Проведены исследования биологической активности пептидов в широких диапазонах концентраций на основе разрабатывае- мых при выполнении данной НИР модельных систем на основе культур Physcomitrella patens, Atrichum undulatum и Arabidopsis thaliana. В клеточ- ных моделях Physcomitrella patens проведено иммунофлуоресцентное изу- чение реорганизации микротрубочек и микрофиламентов, которые связа- ны с клеточной регуляцией процессов развития. Охарактеризована регуля- торная активность пептидов мха Physcomitrella patens, принадлежащих к семейству растительных пептидов CLE. Проведены полевые исследования на ЗБС МГУ по изучению спор зеленых мхов в модельных экспериментах по изучению биологической активности растительных пептидов. Продолже- но изучение роли активных форм кислорода в клеточной сигнализации при участии регуляторных пептидов и белков. На основе задела по гравитаци- онным и космическим исследованиям с модельными растительными систе- мами проведена разработка ТЗ и подготовка к космическим экспериментам на МКС при участии Московского университета.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций
Результаты этапа: Важным звеном в изучении пептидной биорегуляции являются работы по изучению биологической активности пептидов с использованием модельных организмов и клеточных культур. При проведении НИР было растительный додекапептид CLV3 оказывает стимулирующее действие на регенерацию плоских червей, на основании чего был сделан вывод об универсальности пептидной биорегуляции у растений и животных. Результаты исследований по данному этапу НИР опубликованы в статье, индексируемой в SCOPUS «Peptide regulation of plant and animal morphogenesis: general mechanisms and specificity of action» Tiras Kh, Vorobeva U., Novikov K., Voeikov V., Emelyanenko V., Davidova G., Skripnikov A. в журнале IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, TSER 2018, IOP Publishing, том 487, № 1, с. 1-6 DOI. Новые клеточные модельные системы, разработанные в рамках настоящей НИР позволяют выявлять регуляторный потенциал пептидов в широких диапазонах концентраций. Для тестирования биологической активности пептидов были разработаны тест-системы, основанные на культуре спор зеленых мхов и на культуре изолированных верхушек гаметофоров, которые были апробированы на фитогормонах и на коротких пептидах, полученных методом твердофазного синтеза в широком диапазоне концентраций. В ходе выполнения НИР разработан новый способ для скрининга ростовых веществ путем регистрации процессов дифференциации в культурах верхушек побегов зеленых мхов при воздействии низкомолекулярных регуляторных факторов в широких диапазонах концентраций. По результатам данного этапа исследования была оформлена заявка на изобретение «Способ скрининга потенциальных регуляторов роста растений на основе культур верхушек побегов зеленых мхов и система скрининга, основанная на заявленном способе», W19054880. В результате проведенных исследований по изучению культуры спор мха Physcomitrtella patens как тест-системы была предложена заявка на изобретение «Способ скрининга регуляторов роста растений, основанный на клеточной тест-системе» W19054893.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций
Результаты этапа: Важным звеном в изучении пептидной биорегуляции являются работы по изучению биологической активности пептидов с использованием модельных организмов и клеточных культур. При проведении НИР было показано, что растительный додекапептид CLV3 оказывает стимулирующее действие на регенерацию плоских червей, на основании чего был сделан вывод об универсальности пептидной биорегуляции у растений и животных. Результаты исследований по данному этапу НИР опубликованы в статье, индексируемой в SCOPUS «Peptide regulation of plant and animal morphogenesis: general mechanisms and specificity of action» Tiras Kh, Vorobeva U., Novikov K., Voeikov V., Emelyanenko V., Davidova G., Skripnikov A. в журнале IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, TSER 2018, IOP Publishing, том 487, № 1, с. 1-6 DOI. Новые клеточные модельные системы, разработанные в рамках настоящей НИР позволяют выявлять регуляторный потенциал пептидов в широких диапазонах концентраций. Для тестирования биологической активности пептидов были разработаны тест-системы, основанные на культуре спор зеленых мхов и на культуре изолированных верхушек гаметофоров, которые были апробированы на фитогормонах и на коротких пептидах, полученных методом твердофазного синтеза. В ходе выполнения НИР разработан новый способ для скрининга ростовых веществ путем регистрации процессов дифференциации в культурах верхушек побегов зеленых мхов при воздействии низкомолекулярных регуляторных факторов в широких диапазонах концентраций. По результатам данного этапа исследования была оформлена заявка на изобретение «Способ скрининга потенциальных регуляторов роста растений на основе культур верхушек побегов зеленых мхов и система скрининга, основанная на заявленном способе», W19054880, №2019127965. В результате проведенных исследований по изучению культуры спор мха Physcomitrtella patens как тест-системы была предложена заявка на изобретение «Способ скрининга регуляторов роста растений, основанный на клеточной тест-системе» W19054893, №2019127973. В рамках настоящей НИР были продолжены исследования по разработке новых ингибиторов дипептидилпептидазы-4, регуляторов уровня гликемии - претендентов на создание лекарственного препарата для терапии сахарного диабета 2-типа. Проведены исследования по их активности в сравнении с коммерческими лекарствами-ингибиторами (глиптины), цитотоксичности, избирательности ингибирования ДПП-4 в сравнении с родственными ферментами ДПП-8 и ДПП-9. По совокупности показателей три наиболее перспективных претендента были отобраны для дальнейшей разработки потенциального лекарственного средства. Начаты исследования по проверке токсичности и сахароснижающего эффекта in vivo. По результатам данного этапа НИР после прохождения экспертизы получено разрешение на выдачу патента №2018134266/04(056296).
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций
Результаты этапа: С целью системного изучения регуляторной роли пептидов и белков процессах развития растений и животных проводилось исследование биологической активности пептидов в модельных системах, разрабатываемых в рамках настоящей НИР. Для изучения метаболизма на системном уровне были проведены протеомные исследования модельного растения мха Physcomitrella patens, которые развивались на искусственных средах, приготовленных на воде с измененным соотношением дейтерия и протия. На основе использования пептидной масс-спектрометрии продолжены протеомные исследования нокаутных линий Physcomitrella patens по фитохрому с целью системного изучения регуляторной роли данного фоторецептора в росте и развитии растений. В ходе выполнения НИР были продолжены полевые исследования на ЗБС МГУ по сбору и изучению спор Atrichum undulatum и других зеленых мхов в качестве клеточных моделей для изучения биологической активности растительных пептидов. Проведен твердофазный синтез защитных растительных пептидов из семейства системинов с целью изучения механизмов их сигнального и регуляторного потенциала, а также для разработки подходов их практического использования в сельском хозяйстве. Для изучения биологической активности пептидов использованы созданные при выполнении данной НИР модельные системы на основе культур Physcomitrella patens, стандартные корневые тест-системы на основе проростков Arabidopsis thaliana. Продолжено изучение нелинейного характера корнцентрационной зависимости ростовой активности пептидов семейства CLV3.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".