Регистрация / Вход
Прислать материал

Биоинформатический анализ и биоинженерия гомологичных ферментов различных семейств для создания эффективных катализаторов органического синтеза

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0866
Организация
НИИ ФХБ МГУ

Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов, развитие международного сотрудничества в научно-технической сфере

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Гуранда Дорел Феодорович

Этапы проекта

1
29.06.2010 - 31.08.2010
1.1 Анализ научно-технической литературы и других материалов по теме работы;
1.2 Подготовка информационно-технической базы: сбор и верификация геномной информации и данных по третичным структурам ферментов;
1.3 Применение методов биоинформатического поиска по первичным и третичным структурам для реконструкции соответствующих семейств ферментов;
1.4 Применения методов гомологичного моделирования для конструирования трехмерных структур гомологичных ферментов;
1.5 Системный биоинформатический
анализ сериновых ферментов семейства альфа/бета фолда, ферментов, превращающих Д-аминокислоты, пенициллин и цефалоспорин амидаз.
1.6. Разработка методики экспериментальной проверки стабильности мутантных ферментов при различных условиях проведения реакции.
Развернуть
2
01.09.2010 - 10.11.2010
2.1 Идентификация консервативных позиций — структурно-функциональных элементов, важных для всего семейства.
2.2 Разбиение ферментов внутри семейства на группы с потенциально разными функциональными свойствами, предсказание специфических аминокислотных остатков (кластеров специфических аминокислот); 2.3. Оценка полноты решения задачи и эффективности полученных результатов.
2.4. Патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
2.5 Разработка методик молекулярного моделирования и экспериментального изучения каталитических свойств мутантных ферментов (субстратной специфичности, стереоспецифичности, каталитической активности)
Развернуть
3
01.01.2011 - 28.07.2011
3.1 Подготовка информационно-технической базы для анализа механизмов катализа, используемых ферментами различных семейств, выяснение роли консервативных аминокислотных остатков, установленных в результате системного биоинформатического анализа, в механизме действия фермента;
3.2 Анализ роли специфических аминокислотных остатков в обеспечении функциональных свойств;
3.2 Верификация предположений о механизме действия с использованием молекулярного моделирования и теоретической химии;
3.3 Гомологичное моделирование структуры мутантных форм фермента;
3.4 Обобщение результатов этапа.
3.5 Оценка полноты решения задачи и эффективности полученных результатов.
3.6 Разработка методов проверки предполагаемых механизмов катализа в сериновых ферментах семейства альфа/бета фолда, ферментов, превращающих Д-аминокислоты, пенициллин и цефалоспорин амидаз
Развернуть
4
29.07.2011 - 10.11.2011
4.1 Создание in silico библиотеки мутантов ферментов семейства сериновых ферментов путем внесения точечных изменений в специфические позиции (замена на аминокислоты, встречающиеся в группах ферментов с разными функциональными свойствами);
4.2 Оценка последствий мутагенеза предсказанных позиций на каталитические свойства фермента;
4.3 Установление особенностей организации оксианионных центров, системы передачи заряда и активации обобщенного нуклеофила активного центра, уточнение структурных особенностей взаимодействия мутантных ферментов с субстратами при помощи молекулярной динамики, гибридных методов.
4.4 Генерация библиотеки субстратов для компьютерного скрининга библиотеки мутантных ферментов;
4.5 Синтез субстратов для экспериментального исследования функциональных свойств мутантных ферментов.
Развернуть
5
01.01.2012 - 26.07.2012
5.1 Разработка методики осуществления точечного мутагенеза для экспериментального получения ферментов заданной структуры, сравнение различных схем эксперимента, проведение вычислений сравнительной эффективности.
5.2. Получение продуцентов мутантных ферментов;
5.3. Получение лабораторных партий мутантных форм с улучшенными свойствами для экспериментальной проверки их каталитических свойств.
5.4. Разработка методики выделения и очистки мутантных ферментов. 5.5.Сравнение различных схем выделения и очистки мутантов.
Развернуть
6
27.07.2012 - 10.12.2012
6.1 Экспериментальное изучение мутантных форм ферментов, сравнение с показателями для ферментов дикого типа, оценка целесообразности предложенных точечных мутаций;
6.2 Доработка предложенных мутаций по результатам испытаний с целью получения ферментных препаратов, существенно превышающих по своим каталитическим свойствам фермент дикого типа.
6.3 Доработка предложенных схем экспериментального изготовления образцов точечных мутантов по результатам испытаний
6.4 Проведение испытаний функциональных свойств лучших мутантных ферментов, превращающих Д-аминокислоты, а также мутантов в семействе пенициллин и цефалоспорин амидаз;
6.5 Систематизация и оценка полученных результатов. Оценка возможности создания конкурентоспособной продукции на их основе.
6.6. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
6.7. Испытания каталитических свойств мутантов с улучшенными функциональными свойствами как катализаторов реакций органического синтеза с целью их верификации, сравнительная характеристика лабораторных образцов.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2010 - 2012, 29 мес.
Бюджетные средства
8,8 млн
Организация
ИППИ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2005 - 2006, 18 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Организация
НИИ ФХБ МГУ
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
9,9 млн
Организация
ИМБ РАН
профинансировано
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров, принимающих участие в 7-й Рамочной Программе Евросоюза в области технических и естественных наук»
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
67
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области cистемной биологии, биоинформатики и промышленной биотехнологии совместно с научными организациями Германии».
Продолжительность работ
2010 - 2012, 29 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
30
Тема
Ферменты в реакциях тонкого органического синтеза
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
3
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области энергосбережения
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
72
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области информационно-телекоммуникационных технологий
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
65