Loading...

Лаборатория химии биоконъюгатов

Лаборатория химии биоконъюгатов

Тел/факс  +(375 17) 292-03-73,  e-mail:  shmanai@ifoch.bas-net.by

Заведующий лабораторией – кандидат химических наук  доцент

Шманай Вадим Владимирович

Количество сотрудников,  всего: 30

в том числе:

кандидатов наук – 7.

Основные направления фундаментальных исследований:

  • Разработка методов синтеза флуорофоров, содержащих линкеры и функциональные группы заданной структуры для ковалентного связывания с нуклеиновыми кислотами и белками, и исследование фотофизических свойств биоконъюгатов;
  • разработка методов введения флуоресцентных и других функциональных меток в биомолекулы;
  • синтез реагентов для азид-алкинового циклоприсоединения («клик-химия», CuAAC, SPAAC); получение азидных и алкиновых производных флуоресцентных красителей, аффинных меток, адресных лигандов и других функциональных модификаций;
  • получение новых биоаффинных материалов на основе наночастиц золота, серебра, полупроводниковых нанокристаллов (квантовых точек), латекса, графена; модификация поверхности материалов для аналитических приложений (LDI-TOF масс-спектрометрия, ГКР спектрометрия, иммуноферментный и иммунохроматографический анализ);
  • разработка методов синтеза дейтерированных жирных кислот, аминокислот, пептидов, нуклеиновых кислот, устойчивых в физиологических и биохимических процессах, сопровождающих нейродегенеративные заболевания и процессы старения (перекисное окисление липидов, рацемизация белков, метилирование нуклеиновых кислот и другие);
  • разработка реагентов-разветвителей для получения биоконъюгатов с улучшенными характеристиками;
  • разработка средств адресной доставки для генной терапии.

Прикладные исследования и практические разработки:

  • Разработка и внедрение технологии производства синтетических РНК, направляющих РНК для геномного редактирования CRISPR, модифицированных малых интерферирующих РНК;
  • разработка и внедрение технологии получения модифицированных твердофазных носителей на основе наноструктурированных стёкол (CPG) для автоматизированного синтеза модифицированных олигонуклеотидов и ДНК-зондов;
  • создание отечественной технологии синтеза амидофосфитов LNA и олигонуклеотидов с LNA-модификациями, предназначенных для генной терапии и высокочувствительных методов генетического анализа;
  • набор реагентов для введения 7 флуоресцентных и биоаффинных меток в олигонуклеотиды методами медь-катализируемого (CuAAC) и безмедного (SPAAC) клика, включающий реагенты для введения алкинов в олигонуклеотиды и азидные производные меток;
  • разработка липосомального реагента для трансфекции.

Перспективные направления фундаментальных и прикладных  исследований:

  • Разработка новых флуоресцентных красителей и методов их введения в биомолекулы для различных биоаналитических приложений;
  • синтез новых высокоэффективных реагентов-разветвителей для усиления флуоресценции модифицированных биомолекул;
  • реагенты и методы получения конъюгатов ДНК с белками различной природы;
  • синтез биомолекул, усиленных дейтерием, и их конъюгатов, перспективных для терапии нейродегенеративных заболеваний.
  • синтез лигандов, линкеров и амифифильных низкомолекулярных реагентов и полимеров для адресной доставки в клетку;
  • дизайн и синтез реагентов и методов получения конъюгатов антител с лекарственными препаратами (Antibody Drug Conjugates, ADC);
  • модификация поверхности синтетических волокон для получения биоаффинных материалов и биокатализаторов;
  • разработка и создание модифицированных полимерных носителей и реагентов для иммуноферментного анализа, иммунофлуоресцентного анализа и иммуно-ПЦР;

Международное сотрудничество:

  • 2005-2007. “Modifikation von Oberflachen zur Fixierung von Antikorpern zur selektiven Darstellung post-translationaler Modifikationen und Protein-Protein-Wechselwirkungen von diagnostisch relevanten Proteinen (“Biomarkern“)“. «Модификация поверхности для фиксации антител для анализа пост-трансляционных модификаций и белок-белковых взаимодействий диагностически значимых белков (биомаркеров)» Партнер в Германии: BioAnalyt GmbH Источник финансирования: “Otto-von-Guericke“ e.V. (AiF), грант ProINNO II.
  • 2008-2009. Pro Inno II-Projekt «Verfahren zum Nachweis von Eisen aus Vollblut” (“EisenEx“). «Разработка метода для обнаружения железа из цельной крови». Партнер в Германии: Университет г. Потсдам. Источник финансирования: “Otto-von-Guericke“ e.V. (AiF), грант ProINNO II.
  • 2009-2011. “Entwicklung von Bio-affinittatsober-flachen zum Nachweis von Proteom-Biomarkern zur Vorhersage, Diagnose und Verlaufsbestimmung von Erkrankungen“ «Разработка биоаффинных поверхностей как средства детекции биомаркеров для предсказания, диагностики и мониторинга заболеваний» Партнер в Германии: Университет г. Потсдам. Источник финансирования: Bundesministerium fur Bildung und Forschung (BMBF). Грант BLR002/09.
  • Сотрудничество с компанией Retrotope, Inc (США): «Разработка методов синтеза дейтерированных жирных кислот, белков, нуклеиновых кислот, поставка лабораторных образцов и методик»;
  • Соглашение о научном сотрудничестве с Институтом биохимии медицинского университета Шарите, Берлин, Германия (2014-2019);
  • Соглашение о сотрудничестве с автономной некоммерческой образовательной организацией высшего профессионального образования «Сколковский институт науки и технологий» Москва, Россия.

Важнейшие публикации:

  1. Gaschler M.M., Andia A.A., Liu H., Csuka J.M., Hurlocker B., Vaiana C.A., Heindel D.W., Zuckerman D.S., Bos P.H., Reznik E., Ye L.F., Tyurina Y.Y., Lin A.J., Shchepinov M.S., Chan A.Y., Peguero-Pereira E., Fomich M.A., Daniels J.D., Bekish A.V., Shmanai V.V., Kagan V.E., Mahal L.K., Woerpel K.A., Stockwell B.R. FINO2 initiates ferroptosis through GPX4 inactivation and iron oxidation. Nature Chemical Biology. – 2018. – V.14. – P.507–515. DOI: 10.1038/s41589-018-0031-6.
  2. Sharma V.K., Osborn M.F., Hassler M., Echeverria D., Ly S., Ulashchik E., Martynenko-Makaev Yu., Shmanai V.V., Zatsepin T.S., Khvorova A., Watts J. Novel Cluster and Monomer-Based GalNAc Structures Induce Effective Uptake of siRNAs in Vitro and in Vivo. Bioconjugate Chem. – 2018. – V.29(7). – P.2478-2488. DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.8b00365.
  3. Povedailo V.A., Ronishenko B.V., Stepuro V.I., Tsybulsky D.A., Shmanai V.V., Yakovleva D.L. Fluorescence Quenching Of Dyes By Graphene Oxide. Appl. Spectrosc. – 2018. – V.85(4). – P. 605-610. DOI: 10.1007/s10812-018-0693-6.
  4. Farzan V.M., Kvach M.V., Aparin O.,  Kireev  D.E., Prikazchikova T.A., Ustinov A.V., Shmanai  V.V.,  Shipulin G.A., Korshun V.A., Zatsepin T.S. Novel homo Yin-Yang probes improve sensitivity in RT-qPCR detection of low copy HIV RNA. – Talanta – 2019. – V.194. – P. 226-232. DOI: 10.1016/j.talanta.2018.10.043.
  5. Speerstra S., Chistov A.A., Proskurin G.V., Aralov A., Ulashchik E.A., Streshnev P.P., et al. Antivirals Acting on Viral Envelopes via Biophysical Mechanisms of Action. Antiviral Res. 2018. – V.149. – P. 164-173. DOI: 1016/j.antiviral.2017.11.018.
  6. Farzan V.M., Ulashchik E.A., Martynenko-Makaev Y.V., Kvach M.V., Aparin I.O., Brylev V.A., Prikazchikova T.A., Maklakova S.Y., Majouga A.G., Ustinov A.V., Shipulin G.A., Shmanai V.V., Korshun V.A., Zatsepin T.S. Automated solid phase click synthesis of oligonucleotide conjugates: from small molecules to diverse N-acetylgalactosamine clusters. Bioconjugate Chem. 2017. – V.28(10). — P. 2599-2607. DOI: 1021/acs.bioconjchem.7b00462.
  7. Blokhin A.P., Kvach M.V., Povedailo V.A., Shmanai V.V., Yakovlev D.L. Emission Anisotropy of Fluorescein Covalently Linked to Oligonucleotides. Appl. Spectrosc. – 2017. –V.84(1). – P. 19–24. DOI: 10.1007/s10812-017-0420-8.
  8. Korneenko T.V., Pestov N.B., Hurski A.L., Fedarkevich A.M., Shmanai V.V., Brenna J.T., Shchepinov M.S. A strong developmental isotope effect in Caenorhabditis elegans induced by 5,5-deuterated lysine. Amino Acids. – 2017. – V.49(5). – P. 887–94. DOI: 10.1007/s00726-017-2386-5.
  9. Татульченков М.Ю., Прохоренко И.А., Квач М.В., Новаковский М.Е., Степанова И.А., Пильченко Н.В., и др. Амидофосфитные реагенты и твердофазные носители на основе гидроксипролинола для синтеза модифицированных олигонуклеотидов. Биоорганическая химия. – 2017. – V.43(4). – C. 377–387. DOI: 10.7868/S0132342317040169.
  10. Lowenson J.D., Shmanai V. V., Shklyaruck D., Clarke S.G., Shchepinov M.S. Deuteration pro-tects asparagine residues against racemization. Amino Acids. – 2016. — P. 1-8. DOI: 10.1007/s00726-016-2.
  11. Fedosyuk A., Radchanka A., Antanovich A., Prudnikau A., Kvach M.V., Shmanai V., Artemyev M. Determination of Concentration of Amphiphilic Polymer Molecules on the Surface of Encapsulated Semiconductor Nanocrystals. — 2016. – V. 32(8). – P. 1955–1961. DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b04602.
  12. Fomich M.A., Bekish A.V., Vidovic D., Lamberson C.R., Lysenko I.L., Lawrence P., Brenna J. T., Sharko O.L., Shmanai V.V., Shchepinov M.S. Full Library of (Bis–allyl)-deuterated Arachidonic Acids: Synthesis and Analytical Verification. Chemistry Select. 2016. – V. 1(15). – P. 4758–4764. DOI: 10.1002/slct.201600955.
  13. Tsybulsky D.A., Kvach M.V., Ryazantsev D.Y., Aparin I.O., Stakheev A.A., Prokhorenko I.A., Martynenko Y.V., Gontarev S.V., Formanovsky A.A., Zatsepin T.S., Shmanai V.V., Korshun V.A., Zavriev S.K. Molecular beacons with JOE dye: Influence of linker and 3′ couple quencher. Cell. Probes. – 2016. V. 30. – P. 285-290. DOI: 10.1016/j.mcp.2016.10.003.
  14. Woodcock C.B., Ulashchik E.A., Poopeiko N.E., Shmanai V.V., Reich N.O., Shchepinov M.S. Rational Manipulation of DNA Methylation by Using Isotopically Reinforced Cytosine. ChemBioChem. – 2016. – V. 17 (21). – P. 2018–2021. DOI: 10.1002/cbic.201600393.
  15. Taranova N.A., Kruhlik A.S., Zvereva E.A., Shmanai V.V., Vashkevich I.I., Semyonov D.A., Ere-min S.A., Zherdev A.V., Dzantiev B.B. Highly Sensitive Immunochromatographic Identification of Tetracycline Antibiotics in Milk. J. Anal. Chem. – 2015. DOI: 10.1155/2015/347621.
  16. Andreyev A. Y., Tsui H. S., Milne G. L., Shmanai V. V., Bekish A. V., Fomich M. A., Pham M. N., Nong Y., Murphy A. N., Clarke C. F., Shchepinov M. S. Isotope-Reinforced Polyunsaturated Fatty Acids Protect Mitochondria from Oxidative Stress. Free Radical Biol. Med. – 2015. – V. 82. – P. 63–72. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2014.12.023.
  17. Fomich M.A., Kvach M.V., Navakouski M.J., Weise C., Baranovsky A.V., Korshun V.A., Shmanai V.V. Azide Phosphoramidite in Direct Synthesis of Azide-Modified Oligonucleotides. Lett. – 2014. – V. 16 (17). –P. 4590–4593. DOI: 10.1021/ol502155g.
  18. Semini G., Hildmann A., Klein A., Lucka L., Schön M., Schön M.P., Shmanai V., Danker K. Inositol-C2-PAF down-regulates components of the antigen presentation machinery in a 2D-model of epidermal inflammation. Pharmacol. – 2014. – V. 87(3). –P. 477-488. DOI: 10.1016/j.bcp.2013.11.012.
  19. Lamberson C.R., Xu L., Muchalski H., Montenegro-Burke J.R., Shmanai V.V., Bekish A.V., McLean J.A., Clarke C.F., Shchepinov M.S., Porter N.A. Unusual Kinetic Isotope Effects of Deu-terium Reinforced Polyunsaturated Fatty Acids in Tocopherol-Mediated Free Radical Chain Oxidations. Am. Chem. Soc. –2014. – V. 136 (3). – P. 838–841. DOI: 10.1021/ja410569g.
  20. Kvach M., Tsybulsky D., Shmanai V., Prokhorenko I., Stepanova I., Korshun V. Non-Nucleoside Phosphoramidites of Xanthene Dyes (FAM, JOE, and TAMRA) for Oligonucleotide Labeling. Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry. — 2013. DOI: 10.1002/0471142700.nc0455s52.
  21. Tsybulsky D., Kvach M., Stepanova I., Korshun V., Shmanai V. 4′,5′-Dichloro-2′,7′-dimethoxy-5(6)-carboxyfluorescein (JOE): Synthesis and Spectral Properties of Oligonucleotide Conjugates. Org. Chem. . – 2012. – V.  77 (2). – P. 977–984. DOI: 10.1021/jo202229t.
  22. Ryazantsev D., Tsybulsky D., Prokhorenko I., Kvach M., Martynenko Y., Philipchenko P., Shmanai V., Korshun V., Zavriev S. Two-dye and one- or two-quencher DNA probes for real-time PCR as-say: synthesis and comparison with a TaqMan™ probe. Bioanal. Chem. – 2012. – V. 404. – P. 59–68. DOI: 10.1007/s00216-012-6114-4.
  23. Hill S., Lamberson C.R., Xu L., To R., Tsui H.S., Shmanai V.V., Bekish A.V., Awad A.M., Mar-bois B.N., Cantor C.R., Porter N.A., Clarke C.F., Shchepinov M.S. Small amounts of isotope-reinforced polyunsaturated fatty acids suppress lipid autoxidation. Free Radic. Biol. Med. – 2012. – V. 53(4). – P. 893-906. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2012.06.004.