Расшифровка молекулярного механизма биолюминесценции высших грибов и разработка методических основ ее использования с целью создания новой патентно чистой линии аналитических методов для биотехнологии и медицины : описание проекта
Библиографическое описание:Расшифровка молекулярного механизма биолюминесценции высших грибов и разработка методических основ ее использования с целью создания новой патентно чистой линии аналитических методов для биотехнологии и медицины : описание проекта. - [Б. м. : б. и.], 2016. - Б. ц. - Текст : непосредственный. Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований
Аннотация:Общей научной проблемой, в рамках которой планируется данный проект, является расшифровка физико-химических и молекулярных механизмов функционирования биолюминесцентных систем, в частности грибов. В настоящее время известно о существовании примерно тридцати различных в химическом отношении систем биолюминесценции, однако структуры субстратов установлены только для девяти систем, и лишь для пяти изучены механизмы реакции. ?Одной из самых загадочных до недавнего времени оставалась биолюминесцентная система грибов. Ранее предполагалось, что система грибной биолюминесценции в общих чертах аналогична системе биолюминесценции бактерий, а реакция проходит по классической люциферин-люциферазной схеме. ?Установление химической структуры ключевого участника реакции грибной биолюминесценции – люциферина 3-гидроксигиспидина, который был впервые выделен, расшифрован и химически синтезирован авторами данного проекта [K.V.Purtov, V.N. Petushkov, M.S.Baranov, K.S.Mineev, N.S.Rodionova, Z.M.Kaskova, A.S.Tsarkova, A.I.Petunin, V.S.Bondar, E.K.Rodicheva, S.E.Medvedeva, Y.Oba, Y.Oba, A.S.Arseniev, S.Lukyanov, J.I. Gitelson, I.V.Yampolsky. The chemical basis of fungal bioluminescence. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., Volume 54, Issue 28 (July 6, 2015) p. 8124–8128.], открыло путь к детальному исследованию механизма биолюминесцентной реакции грибов. Наличие синтетического субстрата в любых требуемых количествах позволяет нашей команде начать изучение ферментов, ответственных за генерацию света и, в итоге, прийти к пониманию молекулярного механизма свечения грибов.?Исходя из сказанного, задачей проекта является расшифровка последовательности генов, кодирующих ферменты - люциферазы светящихся высших грибов, на примере тропического гриба Neonothopanus nambi. Дальнейшее получение биотехнологического штамма - суперпродуцента люциферазы снимет ограничение в доступности фермента и позволит перейти к разработке методов аналитического применения биолюминесцентной системы грибов в сферах промышленных биотехнологий и медицины. ?Поставленная задача обладает абсолютной новизной, так как расшифровка структуры субстрата реакции является химическим базисом исследования любой биолюминесцентной системы, и приоритет в этом открытии дает нам уникальную возможность развивать научное направление биолюминесценции грибов, как научное, так и практическое, в нашей стране и в мире.?Настоящий проект представляется особенно актуальным в свете большого потенциала практического применения исследуемой нами новой биолюминесцентной системы. Открытие и исследование новых люминесцентных систем, выяснение химической природы их структурных и регуляторных компонентов имеют большое значение для понимания механизмов преобразования энергии химических связей в кванты света, что является одной из фундаментальных задач биофизики. В биологии такие исследования помогают полнее проследить эволюционные пути, а также приблизиться к разгадке возникновения и значения люминесценции для биохимии и этологии живых организмов. С практической точки зрения, каждое такое открытие расширяет спектр анализируемых веществ, приводит к разработке новых методов мониторинга окружающей среды, технологических и биологических процессов. ?Сегодня биолюминесцентный анализ на основе систем светляков и бактерий применяются в широком круге практических задач – это визуализация и мониторинг процессов жизнедеятельности клеток и целых организмов; качественный и количественный анализ различных аналитов, а также различных белков и низкомолекулярных соединений; измерение активности ферментов; клинические анализы и тест-системы для скрининга лекарственных кандидатов.?Для решения поставленной задачи будет применен комплексный междисциплинарный подход, включающий методы и инструментальные возможности биохимии, биофизики, молекулярной биологии, генной инженерии. В составе рабочей группы представлены специалисты, компетентные по каждому из этих методов.?Успешное выполнение проекта позволит впервые установить детальный механизм люминесцентной реакции светящихся грибов и получить новую биолюминесцентную систему, пригодную для решения практических аналитических задач в биотехнологии и медицине. Выполнение проекта также внесет существенный вклад в раздел современной биохимии, посвященный люминесценции живых организмов. У России будет приоритет установления механизма реакции грибной биолюминесценции с перспективой создания на его основе широкого спектра аналитических применений для биотехнологии и медицины, обладающих патентной чистотой.?
Год издания:2016
Количество экземпляров:
Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки
