ОТДЕЛ БИОХИМИИ ЖИВОТНОЙ КЛЕТКИ

Владимир Израилевич Муронец

заведующий отделом, доктор биологических наук, профессор 
Тел. 495-939-1456, Факс: 495-939-3181. E. mail: vimuronets@belozersky.msu.ru, vimuronets@mail.ru

Отдел биохимии животной клетки организован в 1965 году Сергеем Евгеньевичем Севериным, выдающимся российским биохимиком, блестящим  педагогом и организатором отечественной науки. Он был академиком АН СССР и АМН СССР, иностранным членом нескольких  академий, президентом Всесоюзного биохимического общества, главным редактором журнала "Биохимия", заведующим кафедрой биохимии биологического факультета МГУ. С.Е. Северин руководил отделом с 1965 по 1988 г., заведующие отделом в последующие годы – проф. Г.А.Кочетов (1988 - 1996 г.г.), в настоящее время главный научный сотрудник отдела, и проф. В.И. Муронец (с 1996 г. по настоящее время).

В структуру отдела входит лаборатория NAD-зависимых дегидрогеназ (зав. – дбн, проф. Н.К. Наградова). Основные сотрудники отдела: дбн, проф. Г.А. Кочетов, дбн, проф. Н.К. Наградова,., кбн Р.А. Асриянц, кбн И.А. Быкова, кбн Л.Е. Мешалкина, кбн И.Н. Налетова, кбн О.Н. Соловьева, кбн Е.В. Шмальгаузен.

Отдел ведет научные исследования по следующим основным направлениям. Изучение роли глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы в индукции апоптоза (рук. – проф. В.И. Муронец). Роль шаперонов в предотвращении агрегации белков (рук. – проф. В.И. Муронец). Структура, механизм действия и регуляция тиаминдифосфат-зависимых ферментов (рук. – проф. Г.А. Кочетов). Изучение роли энергетического обмена в регуляции подвижности сперматозоидов (рук. –  к.б.н. Е. В. Шмальгаузен).

Участие в выполнении научно-исследовательских проектов (программ) и грантовая поддержка. Работа поддержана грантами РФФИ - № 04-04-81038 "Роль окисления ферментов в индукции нейродегенеративных заболеваний и апоптоза» ((2004-2006, В.И.Муронец), № 05-04-48955 «Механизмы агрегации, денатурации и шаперон-зависимого сворачивания дегидрогеназ – термодинамический анализ и молекулярное моделирование»  (2005-2007, В.И. Муронец), № 06-04-48240 «Роль энергетического обмена сперматозоидов в регуляции их подвижности» (2006-2008, Е.В. Шмальгаузен); № 06-04-48395 ”Структура активного центра транскетолазы и кинетические механизмы функционирования фермента” (2006-2007, Г.А. Кочетов).  Работа поддержана грантом Президента Российской Федерации для молодых ученых -  № MK 3368.2005.4 “Новая форма транскетолазы, специфичная для раковых тканей” (И.А. Быкова).  Работа поддержана международными грантами  - INTAS (GRANT 03-51-4813, 2004-2007, «Mechanisms of protein denaturation and design of new inhibitors of protein aggregation for the pharmacological treatment of Alzheimer and other condensation diseases" ) и NATO (грант НАТО, 2003-2006, "Антиденатуранты как препараты против болезней, обусловленных конденсацией белков"), которые выполняются совместно с кафедрой фармакологии Римского университета (Италия, координатор проекта проф. Лучано Сасо), Франции,  Швеции, Белоруссии и России (Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН); с 1996 г. проводят совместные исследования с лабораторией энзимологии Университета гор. Нанси (Франция) и с лабораторией проф. Т.Эртля ИНРА, г. Нант (Франция).

Основные научные достижения отдела: Предложена и доказана гипотеза разобщения окисления и фосфорилирования в гликолизе при мягком окислении глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы перекисными соединениями [Schmalhausen, Muronetz, 1997; Schmalhausen et al., 1997]. Разработана система искусственных шаперонов на основе иммобилизованных антител против денатурированных белков [Muronetz et al., 2000]. Доказано влияние окисления на транслокацию глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы из цитоплазмы в ядро при индукции апоптоза перекисью водорода [Arutyunova et al., 2003]. Доказано, что необратимое ингибирование шаперонов модифицированными формами белков может играть важую роль в развитии нейродегенеративных заболеваний [Polyakova et.al., 2005, Naletova et al., 2006]. [Идентифицирована каталитически активная N1'H–иминотаутомерная форма кофермента в составе транскетолазы [Kovina et al. 2002]; показана способность транскетолазы катализировать, наряду с обычной двусубстратной реакцией, и односубстратную, с использованием только субстрата-донора [Bykova et al., 2001].

Научные достижения отдела отмечены: Ленинской премией (С.Е.Северин), двумя Государственными премиями (Г.А.Кочетов, Н.К.Наградова), 1-й премией Минвуза СССР за лучшую научную работу ВУЗов (Г.А.Кочетов), двумя премиями Европейской академии для молодых ученых (Е.В.Шмальгаузен, М.В.Ковина), двумя премиями им. А.Д. Каулена для молодых ученых НИИФХБ МГУ (И.А.Севастьянова, О.Н.Ивинова).

Педагогическая работа: Сотрудники отдела проводят большую педагогическую работу на факультете биоинженерии и биоинформатики МГУ, а также кафедре биохимии биологического факультета: курсы лекций читают профессора Н.К. Наградова и В.И. Муронец, сотрудники и аспиранты отдела ведут большой практикум, руководят курсовыми и дипломными работами. В настоящее время в отделе работают 4 аспиранта и 4 дипломника. С 2003 по 2007 год аспирантами отдела защищено 4 кандидатских диссертаций  по биологическим наукам. 

Основные научные публикации отдела:
1.    Roitel O, Ivinova O, Muronetz V, Nagradova N, Branlant G. Thermal unfolding used as a probe to characterize the intra- and intersubunit stabilizing interactions in phosphorylating D-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Bacillus stearothermophilus. Biochemistry. 2002; 41: 7556-7564.
2.  Kovina MV, Bykova IA, Solovjeva ON, Meshalkina LE, Kochetov GA. The origin of the absorbtion band induced through the interaction between apotransketolase and thiamin diphosphate. Biochem Biophys. Res Commun. 2002; 294: 155-160.
3.    Кочетов Г.А. Функциональная подвижность молекулы транскетолазы (обзор). Биохимия. 2001; 66: 1335-1345.
4.   Bykova IA, Solovjeva ON, Meshalkina LE, Kovina MV, Kochetov GA. One-substrate transketolase-catalyzed reaction. Biochem Biophys Res Commun. 2001; 280: 845-847.
5.    Muronetz VI, Kazakov SV, Dainiak MB, Izumrudov VA, Galaev IY, Mattiasson B. Interaction of antibodies and antigens conjugated with synthetic polyanions: on the way of creating an artificial chaperone. Biochim Biophys Acta. 2000; 1475: 141-150.
6.    Schmalhausen EV, Muronetz VI. An uncoupling of the processes of oxidation and phosphorylation in glycolysis. Biosci Rep. 1997; 17: 521-527.
6.    Schmalhausen EV, Muronetz VI, Nagradova NK. Rabbit muscle GAPDH: non-phosphorylating dehydrogenase activity induced by hydrogen peroxide. FEBS Lett. 1997; 414: 247-252.
7.    Fokina KV, Dainyak MB, Nagradova NK, Muronetz VI. A study on the complexes between human erythrocyte enzymes participating in the conversions of 1,3-diphosphoglycerate. Arch Biochem Biophys. 1997; 345: 185-192.
8.    Kochetov GA. Transketolase from yeast, rat liver and pig liver. Methods Enzymol. 1982; 90: 209-223.
9.    Nagradova NK, Ashmarina LI, Asryants RA, Cherednikova TV, Golovina TO, Muronetz VI. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: the role of subunit interactions in enzyme functioning. Adv Enzyme Regul. 1980; 19: 171-204.
10.    Meshalkina LE, Kochetov GA. The functional identity of the active centers of transketolase. Biochim Biophys Acta. 1979; 571: 218-223.
11.   Nagradova NK, Asryants RA, Benkevich NV. The role of arginine residues in the function of D-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Biochim Biophys Acta. 1978; 527: 319-326.
12.    Muronetz VI, Golovina TO, Nagradova NK. Rat skeletal muscle glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase: adenine nucleotide-induced inactivation. Arch Biochem Biophys. 1976; 177: 16-23.


Основные публикации за последние 3 года:
1.  Арутюнова Е.И., Плетень А.П., Наградова Н.К., Муронец В.И. Антитела к неактивным конформациям глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы инактивируют апо- и холоформу фермента. Биохимия, 2006, 71(6), 847 –855.
2.  Муронец В.И., Плетень А.П.. Нобелевская премия получена – загадки остались. История открытия инфекционных прионов. РФФИ, "Российская наука: мечта светла" сб.научно-популярных статей под редакцией чл-корр.РАН В.И.Конова. Москва, ОКТОПУС – ПРИРОДА, 2006, 239-245.
3.    Налетова И.Н., Шмальгаузен Е.В., Шалова И.Н., Плетень А.П., Цирюльников К., Эртль Т., Муронец В.И. Стимулирование агрегации белков нефункционирующим шаперонином GroEL. Биомедицинская химия, 2006, 52(5), 518-524.
4.  Оспанов Р.В., Кочетов Г.А., Курганов Б.И. Влияние субстрата-донора на кинетические характеристики индивидуальных стадий взаимодействия тиаминдифосфата с транскетолазой. Биохимия, 2007, 72, 100-109.
5.    Есакова О.А., Ханова Е.А., Мешалкина Л.Е., Голбик Р., Хюбнер Г., Кочетов Г.А. Влияние субстратов транскетолазы на реконструкцию холофермента и его стабильность. Биохимия 70 (2005) 770-776.
6.    Shalova I.N., Cechalova K., Rehakova Z., Dimitrova P., Ognibene E., Caprioli A., Schmalhausen E.V., Muronetz V.I., Saso L. Decrease of dehydrogenase activity of cerebral glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in different animal models of Alzheimer s disease.  Biochim. Biophys. Acta. 2007 (accepted, in press).
7.     Khanova E.A., Markossian K.A., Kleimenov S.Y., Levitsky D.I., Chebotareva N.A., Asryants R.A., Muronetz V.I., Saso L., Yudin I.K., Muranov K.O., Ostrovsky M.A., Kurganov B.I. Effect of α-crystallin on thermal denaturation and aggregation of rabbit muscle glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Biophysical Chemistry,  2007, 125(2-3), 521-531.
8.     Markossian K.A., Khanova H.A., Kleimenov S.Y., Levitsky D.I., Chebotareva N.A., Asryants R.A., Muronetz V.I., Saso L., Yudin I.K., Kurganov B.I.  Mechanism of Thermal Aggregation of Rabbit Muscle Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase.  Biochemistry. 2006, 45(44),13375-13384.
9.       K.A. Markossian, B.I. Kurganov, D.I. Levitsky, H.A. Khanova, N.A. Chebotareva, A.M. Samoilov, T.B. Eronina, N.V. Fedurkina, L.G. Mitskevich, A.V. Merem'yanin, S.Yu. Kleymenov, V.F. Makeeva, V.I. Muronetz, I.N. Naletova, I.N. Shalova, R.A. Asryants, E.V. Schmalhausen, L. Saso, Yu.V. Panyukov, E.N. Dobrov, I.K. Yudin, A.C. Timofeeva, K.O. Muranov, and M.A.Ostrovsky. Mechanism of chaperone-like activity. "Protein Folding: New Research". Nova Science Publishers, Inc., New York, USA, 2006, 89-173.
10.   Arutiunova, E.I., Pleten, A.P., Nagradova, N.K., Muronetz, V.I.  Antibodies to Inactive Conformations of Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase Inactivate the Apo- and Holoforms of the Enzyme. Biochemistry (Mosc), 2006, 71(6), 685-691.
11.    Naletova, I.N., Muronetz, V.I.,  Schmalhausen,  E.V. Unfolded, oxidized, and thermoinactivated forms of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase interact with the chaperonin GroEL in different ways,  BBA (Proteins and Proteomics), 2006, 1764(4):831-838.
12.    Shalova I.N. , Asryants R.A., Sholukh M.V., Saso L.,  Kurganov B.I., Muronetz V.I.,  Izumrudov V.A. Interaction of Polyanions with Basic Proteins, 2 Influence of Complexing Polyanions on the Thermoaggregation of Oligomeric Enzymes Macromol. Biosci. 2005, 5, 1184–1192.
13.    Golbik, R., Meshalkina, L.E., Sandalova, T., Tittman, K., Fiedler, E., Neef, H., König, S., Kluger, R., Kochetov, G.A., Schneider, G., Hübner, G. Effect of coenzyme modification on structural and catalytic properties of transketolase wildtype and the variant E418A from Saccharomyces cerevisiae. FEBS Journal 272 (2005) 1326-1342.
14.    Esakova, O.A., Meshalkina, L.E., Kochetov, G.A. Effects of transketolase cofactors on its conformation and stability. Life Science 78 (2005) 8-13.
15.    Kochetov, G.A., Sevostyanova, I.A. Binding of the coenzyme and formation of the transketolase active center. IUBMB Life 57 (2005) 491-497.
16.   Selivanov, V.A., Meshalkina, L.E.,Solovjeva, O.N., Kuchel, P., Ramos-Montoya, A., Kochetov, G.A., Lee, P., W., N., Cascante, M. Rapid simulationand analysis of isotopomer distributions using constraints based on enzyme mechanisms: an example from HT29 cancer cells. Bioinformatics, 21 (2005) 3558-3564.
17.   Rahuel-Clermont S, Arutyunov D, Marchal S, Orlov V, Muronetz V, Branlant G. Thermal destabilization of non-phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Streptococcus mutans upon phosphate binding in the active site. J Biol Chem. 2005; 280(19):18590-18597. 
18.   Polyakova OV, Roitel O, Asryants RA, Poliakov AA, Branlant G, Muronetz VI. Misfolded forms of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase interact with GroEL and inhibit chaperonin-assisted folding of the wild-type enzyme. Protein Sci. 2005;14(4):921-928.
19.    Arutyunova EI, Arutyunov DY, Pleten' AP, Nagradova NK, Muronetz VI. Antibodies specific to modified glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase induce inactivation of the native enzyme and change its conformation. Biochim Biophys Acta. 2004 Jul 1;1700(1):35-41.
20.   Schmalhausen, E.V., Pleten', A.P., Muronetz, V.I. Ascorbate-induced oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003, 308(3), 492-496.
21.    Arutyunova, E.I., Danshina, P.V., Domnina, L.V., Pleten’, A.P., Muronetz, V.I. Oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase enhances its binding to nucleic acids. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003, 307(3), 547-552.
22.    Pushkin A, Abuladze N, Newman D, Muronets V, Sassani P, Tatishchev S, Kurtz I. The COOH termini of NBC3 and the 56-kDa H+-ATPase subunit are PDZ motifs involved in their interaction. Am J Physiol Cell Physiol. 2003; 284: 667-73.
23.    Muronetz VI, Korpela T. Isolation of antigens and antibodies by affinity chromatography. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2003; 790: 53-66.
24.   Arutyunov DY, Muronetz VI. The activation of glycolysis performed by the non-phosphorylatingglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in the model system. Biochem Biophys Res Commun. 2003; 300: 149-154.
25.    Пирогов СВ, Коц АЯ, Мельникова СФ, Постников АБ, Бетин ВЛ, Шмальгаузен ЕВ, Хропов ЮВ Муронец В.И, Целинский ИВ, Буларгина ТВ. Производные 1,4,2,5-диоксадиазина. Патент на изобретение № 2212409 Российской Федерации от 20 сентября 2003 г.
26.   Даньшина ПВ, Шмальгаузен ЕВ, Арутюнов ДЮ, Плетень АП, Муронец ВИ. Ускорение гликолиза нефосфорилирующей и окисленной фосфорилирующей глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназами. Биохимия. 2003; 68: 725-33.