В рамках направления "Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов, протеомика, биокатализ" программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013 - 2020 годы ФИЦ "Красноярский научный центр СО РАН" реализует следующие бюджетные проекты: 

• Фундаментальные и прикладные исследования биолюминесцентных систем различных организмов

Проект

Фундаментальные и прикладные исследования биолюминесцентных систем различных организмов

Ключевые слова

биолюминесценция, Са2+-регулируемый фотопротеин, люцифераза, целентеразин, люциферин, биотестирование, токсичность, аптамер, иммунный анализ

Цель исследования

выявление общих фундаментальных закономерностей, лежащих в основе биолюминесцентных реакций, катализируемых люциферазами с разной структурой и использующих структурно различающиеся субстраты, а также разработка новых биолюминесцентных аналитических методов для медицины, биотехнологии и экологии.

Актуальность

Биолюминесцентные реакции представляют собой ферментативное окисление субстратов, люциферинов, молекулярным кислородом сопровождающееся излучением света в видимом диапазоне. Интенсивные исследования в области биолюминесценции вызваны как интересом к пониманию механизмов функционирования биолюминесцентных систем, так и той практической ценностью, которую приобрели и приобретают методы биолюминесцентного анализа с использованием различных биолюминесцентных белков. Клонирование генов, кодирующих ряд люцифераз и фотопротеинов, позволило существенно расширить их аналитическое использование как репортерных белков in vivo и in vitro. В настоящее время, вероятно, не осталось ни одной области биологических исследований, где в той или иной степени не было бы использовано явление биолюминесценции для визуализации изучаемых процессов. Универсальность методов и их широкое использование в различных областях являются определяющими стимулами к дальнейшему изучению самих биолюминесцентных систем, белков входящих в состав этих систем, механизмов катализа биолюминесцентных реакций, а также к поиску новых биолюминесцентных организмов, люциферазы которых могли бы расширить арсенал биолюминесцентных методов. Несмотря на успехи, достигнутые в изучении биолюминесценции, до сих пор остаются невыясненными вопросы, касающиеся роли белковой молекулы и аминокислот активного центра в формировании эмиттера и элементарных физико-химических процессов, участвующих в его образовании. Кроме того, не выяснен главный фундаментальный вопрос – каким образом молекула белка препятствует диссипации энергии возбужденных состояний эмиттера в тепло и направляет ее в излучение видимого диапазона с высоким квантовым выходом.

Руководитель проекта

Высоцкий Евгений Степанович кандидат биологических наук заведующий лабораторией Институт биофизики СО РАН +7 391 2494430 eugene.vysotski@gmail.com