Loading...

Лаборатория химии биоконьюгатов

Лаборатория химии биоконьюгатов

Тел/факс (017) 284-20-55
 

e-mail: shmanai@ifoch.bas-net.by
 

Сайт лаборатории
Лаборатория химии биоконъюгатов была основана в 2011 году в качестве преемника Группы молекулярной биотехнологии в Отделе органической химии Института физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси.

Заведующий лабораторией – кандидат химических наук
Шманай Вадим Владимирович
 

 Сотрудники лаборатории химии биоконьюгатов
Сотрудники лаборатории химии биоконъюгатов 

Основные направления фундаментальных исследований:

  • Разработка реагентов и методов синтеза флуоресцентно модифицированных биомолекул и других биконъюгатов;
  • методы сборки флуорофоров, содержащих линкеры и функциональные группы заданной структуры для химического связывания с нуклеиновыми кислотами и белками;
  • исследование спектральных и фотофизических свойств флуоресцентно модифицированных олигонуклеотидов и других биомолекул;
  • разработка реагентов для азид-алкинового циклоприсоединения, известного как «клик-химия», в том числе производных флуоресцентных красителей, а также сшивающих агентов и реагентов для введения в биомолекулы азидной или алкиновой функциональных групп;
  • разработка новых подходов и методов иммобилизации биомолекул для аффинной хроматографии, аффинной LDI-TOF масс-спектрометрии белков, ДНК и белковых чипов и т.д., а также для связывания биомолекул с наночастицами и другими биологическими и биологически активными молекулами
  • синтез реагентов для введения стабильных изотопов в биомолекулы в качестве масс-спектрометрических меток для протеомики и метаболомики.

Прикладные исследования и практические разработки:

  • разработка и создание модифицированных полимерных носителей для иммуноферментного анализа;
  • разработка и создание праймеров полимеразной цепной реакции, ДНК-зондов и премиксов для ПЦР;
  • синтез фосфорамидитных реагентов для введения модификаций в синтетические фрагменты ДНК;
  • синтез полиненасыщенных жирных кислот, усиленных дейтерием.

Основные достижения:

  • Реагенты и методы для иммуноанализа: Разработаны методы модификации поверхности полистирола для иммобилизации иммунореагентов и разработки методик иммунохимического анализа биомолекул различной природы; Разработаны методы получения конъюгатов белков с антибиотиками группы тетрациклина для использования в качестве высокоэффективных иммуногенов;
  • Реагенты и методы для геномики: Разработаны функциональные носители для синтеза олигонуклеотидов с модификациями различной природы по 3′-положению; Разработаны фосфорамидитные реагенты для введения в олигонуклеотиды по 5′-положению флуоресцентных красителей FAM, HEX, JOE, TAMRA, ROX, Cy3, Cy3.5; Разработан новый высокоэффективный метод модификации биомолекул по реакции циклоприсоединения азидов к алкинам («клик-химия», “click-chemistry”) флуоресцентных красителей JOE, TAMRA, ROX, Cy3, Cy3.5, Cy5, Cy5.5; Разработаны методы ортогональной направленной иммобилизации биомолекул на модифицированных поверхностях для создания белковых и ДНК-чипов; Разработаны реагенты и методы введения множественных модификаций в олигонуклеотиды;
  • Реагенты и методы для протеомики: Разработаны методы модификации поверхности алюминиевых чипов для протеомических исследований методов аффинной MALDI-TOF спектрометрии; Разработаны методы получения чипов для специфического связывания гликированных белков;
  • Бионанотехнология: Разработаны методы модификации поверхности золотых наночастиц и конъюгирования их с биомолекулами различной природы; Разработаны методы модификации поверхности магнитных наночастиц и конъюгирования их с биомолекулами; Разработаны методы синтеза реагентов-разветвителей, позволяющих получать самоорганизующиеся супрамолекулярные структуры на основе ДНК;
  • Реагенты и методы для метаболомики: Разработаны методы получения масс-спектрометрических меток (mass-tags) для протеомики и метаболомики;
  • Направленный синтез биомолекул: Разработаны методы синтеза полиненасыщенных жирных кислот, содержащих в бис-аллилиных положениях дейтерий вместо протия для усиления устойчивости организмов к окислительному стрессу; Разработаны методы получения аналогов L-лизина, содержащего дейтерий вместо протия в положениях 5 или 6.

Перспективные направления исследований:

  • Реагенты для получения конъюгатов ДНК с белками различной природы;
  • Модификация поверхности синтетических волокон для получения биоаффинных материалов и биокатализаторов;
  • Разработка новых флуоресцентных красителей и методов их введения в биомолекулы для различных биоаналитических приложений;
  • Синтез новых высокоэффективных реагентов-разветвителей для усиления флуоресценции модифицированных биомолекул;
  • Разработка высокоэффективных методик анализа точечных мутаций ДНК.

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.
  • 2010. Семинар в Свободном университете (г. Берлин, Freie Universitat) “Expanding the toolbox – a proposal of reagents, materials and tools for biochemistry, molecular biology, immunoassay, proteomics and nanotechnology“
  • 2011. Семинар в Университете г. Окленд (Новая Зеландия) “A toolbox of reagents and materials for biochemistry, molecular biology, , proteomics and metabolomics“.
  • 2012. Семинар в Университете г. Сан-Пауло (Бразилия) “Reagents, materials and tools for biochemistry, molecular biology, omics and nanotechnology“

Основные публикации:

  • Hill S, Lamberson CR, Xu L, To R, Tsui HS, Shmanai VV, Bekish AV, Awad AM, Marbois BN, Cantor CR, Porter NA, Clarke CF, Shchepinov MS..
    Small amounts of isotope-reinforced polyunsaturated fatty acids suppress lipid autoxidation.
    Free Radic Biol Med. 2012; 53(4):893-906. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2012.06.004 (PubMed link)
  • D.Y. Ryazantsev, D.A. Tsybulsky, I.A. Prokhorenko, M.V. Kvach, Y.V. Martynenko, P.M. Philipchenko, V.V. Shmanai, V.A. Korshun, S.K. Zavriev.
    Two-dye and one- or two-quencher DNA probes for real-time PCR assay: synthesis and comparison with a TaqMan™ probe.
    Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2012, Volume 404, Number 1, Pages 59-68. DOI: 10.1007/s00216-012-6114-4 (PubMed link)
  • Tsybulsky D.A., Kvach M.V., Stepanova I.A., Korshun V.A., Shmanai V.V..
    4′,5′-Dichloro-2′,7′-dimethoxy-5(6)-carboxyfluorescein (JOE): Synthesis and Spectral Properties of Oligonucleotide Conjugates.
    J. Org. Chem. 2012. Vol.77, №2, P. 977–984. DOI: 10.1021/jo202229t (PubMed link)
  • Hill S., Hirano K., Shmanai V., Marbois B., Vidovic D., Bekish A., Kay B., Tse V., Fine J., Clarke C., Shchepinov M.
    Isotope-reinforced polyunsaturated fatty acids protect yeast cells from oxidative stress.
    Free Radical Biology and Medicine. 2011. Vol. 50, № 1. P. 130-138. (PubMed link)
  • Pestov N., Okkelman I., Shmanai V., Hurski A., Giaccia A., Shchepinov M.
    Control of lysyl oxidase activity through site-specific deuteration of lysine.
    Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2011. Vol. 21, № 1. P. 255-258. (PubMed link)
  • M. Kvach, I. Stepanova, I. Prokhorenko, A. Stupak, D. Bolibrukh, V. Korshun, V. Shmanai.
    Practical Synthesis of Isomerically Pure 5- 6-Carboxytetramethylrhodamines, Useful Dyes for DNA Probes.
    Bioconjugate Chem. 2009, 20, 1673–1682. (PubMed link)
  • K. Birikh, P. Bernad, V. Shmanai, A. Malakhov, M. Shchepinov V. Korshun.
    SNP Detection Using Trityl Mass-Tags.
    Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) 2009; 578:345-61. (PubMed link)
  • A. Ustinov, V. Shmanai, K Patel, I. Stepanova, I. Prokhorenko, I. Astakhova, A. Malakhov, M. Skorobogatyi, P. Bernad, Jr, S. Khan, M. Shahgholi, E. Southern, V. Korshun, M. Shchepinov.
    Reactive Trityl Derivatives: Stabilized Carbocation Mass-tags for Life Sciences Applications.
    Organic & Biomolecular Chemistry. 2008. – V. 6, 4593–4608. (PubMed link)
  • M. Kvach, M. Skorobogatyi, A. Malakhov, A. Ustinov, I. Stepanova, V. Shmanai, V. Korshun.
    Convenient synthesis of cyanine dyes: reagents for labeling of biomolecules.
    Eur.J.Org.Chem. 2008 (12), 2107-2117. (Wiley Online Library link)
  • M. Kvach, D. Tsybulsky, A. Ustinov, I. Stepanova, S. Bondarev, S. Gontarev, V. Korshun, V. Shmanai.
    5(6)-Carboxyfluorescein revisited: new protecting group, separation of isomers, their spectral properties on oligonucleotides.
    Bioconjugate Chem. 2007, 18(5), 1691-1696. (PubMed link)
  • V. Shmanai, S. Gontarev, S. Frey, F. Schweigert.
    Modified aluminium chips for affinity laser desorption ionization mass spectroscopy.
    J. Mass Spectrometry 2007; 42(11): 1504-1513. (PubMed link)
  • S. Gontarev, V. Shmanai, S. Frey, M. Kvach, F. Schweigert.
    Application of phenylboronic acid modified hydrogel affinity chips for high-throughput mass spectrometric analysis of glycated proteins.
    Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2007; 21, — 1-6. (PubMed link)
  • M. Kvach, I. Prokhorenko, A. Ustinov, S. Gontarev, V. Korshun, V. Shmanai.
    Reagents for the selective immobilization of oligonucleotides on solid supports.
    Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids.2007, 26 (6) 809-813. (PubMed link)
  • M. Skorobogatyi, M. Kvach, M. Zhylinskaya, D. Yarmolinsky, V. Korshun V. Shmanai.
    5-Arylethynyl-2′- deoxyuridines: energy transfer and SNP detection.
    Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids.2007, 26 (6) 767-772. (PubMed link)
  • M. Kvach, I. Prokhorenko, A. Ustinov, S. Gontarev, V. Korshun, V. Shmanai.
    Reagents for the selective conjugation of oligonucleotides.
    International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids. 2006, 137.
  • M. Skorobogatyi, M. Kvach, M. Zhylinskaya, D. Yarmolinsky, V. Korshun V. Shmanai.
    Through-stack energy transfer for SNP detection.
    International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids. 2006, 121.
  • M. Kvach, S. Gontarev, I. Prokhorenko, I. Stepanova, V. Shmanai, V. Korshun.
    Simple reagent for the synthesis of oligonucleotides labeled with 3,3,3′,3′-tetramethyl-2,2′-indodicarbocyanine.
    Russ. Chem. Bull. Interntional Ed. 2006. -Vol. 55, №. 1, pp.159-163.
  • Shmanai V.V., Litoshka A.A.
    Solid-phase macrosupports for immunoassay modified with polysaccharides.
    Russian J. App. Chem. Vol. 74, No. 8, 2001, pp. 1348-1352. (Springer link)
  • Shmanai V. Nikolayeva T., Vinokurova L., Litoshka A.
    Oriented antibody immobilization to polystyrene macrocarriers for immunoassay modified with hydrazide derivatives of poly(meth)acrylic acid.
    BMC Biotechnology 2001, 1:4. (PubMed link)
  • Shmanai V.V., Bylina G.S.
    Proteins immobilization on formylated polystyrene supports.
    React. Funct. Polymers. 2000.- Vol. 43, № 3.- P. 243-251. (ScienceDirect link)
  • Shmanai V.
    Blocking of non-specific sorption in ELISA on formylated polystyrene beads.
    J. Immunoassay. 1999.- Vol. 20, № 1&2.- P. 13-30. (PubMed link)
  • Kvach M., Tsybulsky D., Shmanai V., Prokhorenko I., Stepanova I., Korshun V. 
    Nucleoside Phosphoramidites of Xanthene Dyes (FAM, JOE, and TAMRA) for Oligonucleotide Labeling.
    Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry.2013 4.55.1-4.55.33(PubMed link)