name: Структурные исследования мембранного пигмент-белкового комплекса фотосинтетического реакционного центра Rhodobacter sphaeroides с использованием метода поточной кристаллографии
keyword_list: кристаллизация мембранных белков мембранные пигмент-белковые комплексы поточная кристаллография рентгеноструктурный анализ фотосинтетический реакционный центр
abstract: Работа посвящена структурным исследованиям фотосинтетического реакционного центра (РЦ) бактерий Rhodobacter sphaeroides и его мутантной формы F(M197)H. Использование классических методов молекулярной биологии, биохимии, биофизики и биоинформатики, а также разработанных автором новых подходов к кристаллизации  мембранных белков и современного метода поточного рентгеноструктурного анализа позволили выяснить важные аспекты влияния аминокислотного окружения на свойства РЦ: определить структурные особенности, лежащие в основе таких свойств мутантной формы РЦ F(M197)H как высокая термостабильность, повышенный окислительно-восстановительный потенциал первичного донора электронов (спецпары бактериохлорофиллов) и ее измененных спектральных свойств. В работе впервые были обнаружены сети водородных связей вблизи бактериохлорофиллов PA и PB фотосинтетического РЦ, расположенные на интерфейсе взаимодействия субъединиц L и M. Разработан новый инновационный метод кристаллизации мембранных белков, который впервые позволил получить кристаллы фотосинтетического РЦ в объемах достаточных для проведения экспериментов поточной кристаллографии с применением липидной губчатой мезофазы в качестве матрицы для in meso кристаллизации. Впервые получены высококачественные пространственные структуры РЦ при комнатной температуре, а также впервые получены структуры высокого разрешения (2.1 Å) мутантной формы РЦ F(M197)H как в криоусловиях, так и при комнатной температуре. Разработанные стратегии могут быть использованы для оптимизации процесса пробоподготовки мембранных белков в экспериментах поточного рентгеноструктурного анализа, в том числе с высоким временным разрешением, а представленные в работе методологические принципы могут быть использованы для кристаллизации широкого ряда мембранных белков.
  Работа выполнена в ФГБУН Институте белка РАН в группе структурных исследований макромолекулярных комплексов при непосредственном участии соискателя в постановке и проведении научных экспериментов, обработке и анализе полученных данных, подготовке научных публикаций и представлении результатов на научных конференциях. Научный руководитель: к.ф.-м.н. Габдулхаков Азат Габдрахманович, руководитель группы. Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта Российской академии наук. Официальные оппоненты: д.б.н. Мамедов Махир Джафар оглы, в.н.с. НИИФХБ им. А.Н. Белозерского, МГУ им. М.В. Ломоносова; к.ф-м.н. Петрова Татьяна Евгеньевна, с.н.с. ИМПБ РАН - филиал ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. Основные научные результаты работы отражены в публикациях:1) Г.К. Селиханов, М.С.  и др., Исследования фоточувствительных белков методом поточной кристаллографии, Успехи биологической химии (Москва), 2018, т. 58, стр. 347-376; 2) G.K. Selikhanov, et al., Novel approaches for the lipid sponge phase crystallization of the Rhodobacter sphaeroides photosynthetic reaction center, International Union of Crystallography Journal (IUCrJ), 2020, v. 7, p. 1084-1091; 3) G.K. Selikhanov, et al., X-ray structure of the Rhodobacter sphaeroides reaction center with an M197 Phe→His substitution clarifies the properties of the mutant complex, International Union of Crystallography Journal (IUCrJ), 2022, v. 9, p 261-271.
chairman_dissertation_council.name: Евгений
chairman_dissertation_council.surname: Фесенко
chairman_dissertation_council.patronymic: Евгеньевич
chairman_dissertation_council.position: заведующий лабораторией
chairman_dissertation_council.degree: Доктор биологических наук
chairman_dissertation_council.rank: Член-корреспондент РАН
chairman_dissertation_council.wos_research_id: С-7437-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7101769087
chairman_dissertation_council.rinc_id: 78364
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Павел
organization_supervisor.surname: Грабарник
organization_supervisor.patronymic: Яковлевич
organization_supervisor.position: и.о директора
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.17.09
rubrics.name: Фотофизические и фотохимические процессы в биологии
rubrics.code: 34.17.05
rubrics.name: Методы и аппаратура в биофизике
rubrics.code: 34.15.15
rubrics.name: Пространственная структура и свойства биополимеров
oecds.code: 01.06.DA
oecds.name: BIOPHYSICS
oecds.code: 01.06.CQ
oecds.name: BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY
speciality_codes.name: Биофизика
speciality_codes.code: 1.5.2.
speciality_codes.name: Молекулярная биология
speciality_codes.code: 1.5.3.
supervisors.fio: Габдулхаков А.Г.
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Биофизика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Мамедов М.Д.
opponents.scientific_degree: Доктор биологических наук
opponents.speciality_code: Биохимия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Петрова Т. Е.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Биофизика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФИЦ ПНЦБИ РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ПУЩИНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
protection_organization.ogrn: 1025007768983
protection_organization.supervisor_name: ПАВЕЛ
protection_organization.supervisor_surname: ГРАБАРНИК
protection_organization.supervisor_patronymic: ЯКОВЛЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИБ РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ БЕЛКА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1025007773262
author_organization.supervisor_name: ВЯЧЕСЛАВ
author_organization.supervisor_surname: КОЛБ
author_organization.supervisor_patronymic: АДАМОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения