Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Группа моделирования ионных каналов
    Руководитель группы

    ОСТРОУМОВА Ольга Сергеевна

     д.б.н., в.н.с.

    Тел.: (812) 297-24-60
    e-mail: ostroumova@incras.ru
     


    Группа основана в 1997 г. д.б.н., проф. Людмилой Владимировной Щагиной

Сотрудники группы

Валерий Вениаминович Малев
г.н.с., д.х.н.
valerymalev@gmail.com

Светлана Сергеевна Ефимова
с.н.с., к.б.н.
ssefimova@mail.ru

Евгений Георгиевич Чулков
н.с., к.б.н.
echulkov@incras.ru

Анастасия Алексеевна Захарова
ст. лаб.-иссл., аспирант
zakharovaaa@incras.ru

Направление исследований:

Предметом исследований Группы является изучение молекулярных механизмов функционирования липидных мембран и встроенных в неё ионных каналов. Для выполнения исследований используются модельные липидные мембраны: плоские липидные бислои и липосомы. Среди основных методов - регистрация токов, протекающих через плоские липидные бислои при фиксации трансмембранного напряжения, дифференциальная сканирующая микрокалориметрия липидных суспензий, конфокальная флуоресцентная микроскопия латеральной гетерогенности липосомных мембран и флуориметрия утечки красителя из липидных везикул. Объектами изучения являются разнообразные порообразующие антибиотики и токсины: противогрибковые и антимикробные липопептиды бактериального происхождения, противогрибковые полиеновые макролидные антибиотики, антимикробные пептиды насекомых, альфа-токсин золотистого стафилококка, амилоидогенные пептиды, ассоциированные с нейродегенеративными заболеваниями человека. Управление физико-химическими характеристиками мембран осуществляется с помощью малых молекул амфифильной природы, называемых модификаторами. Среди применяемых модификаторов особое внимание уделяется малотоксичным веществам растительного происхождения, флавоноидам и алкалоидам, а также соединениям с выраженной фармакологической активностью, в частности, тиреоидным гормонам и местным анестетикам. На рисунке представлена схема, иллюстрирующая действие местного анестетика тетракаина на ионные каналы, формируемые амфотерицином, нистатином, сирингомицином Е, магаинином и мелиттином. Используемый подход открывает широкие перспективы получения фундаментальных знаний о структуре и функциях ионных каналов, разработки способов повышения эффективности и избирательности действия антибиотиков, а также адаптации защитных механизмов клетки к внешним воздействиям.

За последние годы в группе выполнены 1 докторская, 5 кандидатских, более 10 дипломных работ, опубликовано несколько десятков работ в рецензируемых международных и отечественных журналах с высоким импакт-фактором. Работа коллектива постоянно поддерживается грантами РНФ, РФФИ, Программой Президента РФ, субсидиями Правительства Санкт-Петербурга.

Избранные публикации сотрудников группы за последние 5 лет:

  1. Ostroumova O.S., Chulkov E.G., Stepanenko O.V., Schagina L.V. 2014. Effect of flavonoids on the phase separation in giant unilamellar vesicles formed from binary lipid mixtures. Chem. Phys. Lipids. 178:77-83. doi: 10.1016/j.chemphyslip.2013.12.005.
  2. Ostroumova O.S., Efimova S.S., Mikhailova E.V., Schagina L.V. 2014. The interaction of dipole modifiers with amphotericin-ergosterol complexes. Effects of phospholipid and sphingolipid membrane composition. Eur. Biophys. J. 43(4-5):207-215. doi: 10.1007/s00249-014-0946-0.
  3. Efimova S.S., Schagina L.V., Ostroumova O.S. 2014. Сhannel forming activity of cecropins in lipid bilayers. Effect of agents modifying the membrane dipole potential. Langmuir. 30(26):7884-7892. doi: 10.1021/la501549v.
  4. Efimova S.S., Schagina L.V., Ostroumova O.S. 2014. The influence of halogen derivatives of thyronine and fluorescein on the dipole potential of phospholipid membranes. J. Membr. Biol. 247(8):739-745. doi: 10.1007/s00232-014-9703-7.
  5. Chulkov E.G., Efimova S.S., Schagina L.V., Ostroumova O.S. 2014. Direct visualization of solid ordered domains induced by polyene antibiotics in giant unilamellar vesicles. Chem. Phys. Lipids. 183:204-207. doi: 10.1016/j.chemphyslip.2014.07.008.
  6. Ефимова С.С., Щагина Л.В., Остроумова О.С. 2014. Исследование каналообразующей активности полиеновых антибиотиков в липидных бислоях с использованием дипольных модификаторов. Acta Naturae. 6(4):67-79.
  7. Chulkov E.G., Schagina L.V., Ostroumova O.S. 2015. Membrane dipole modifiers modulate single-length nystatin channels via reducing elastic stress in the vicinity of the lipid mouth of a pore. Biochim. Biophys. Acta. 1848(1):192-199. doi: 10.1016/j.bbamem.2014.09.004.
  8. Ефимова С.С., Захаров В.В., Остроумова О.С. 2015. Влияние дипольных модификаторов на каналообразующую активность амилоидных и амилоидоподобных пептидов в липидных бислоях. Цитология. 57(2):144-152.
  9. Efimova S.S., Malev V.V., Ostroumova O.S. 2016. Effects of dipole potential modifiers on heterogenic lipid bilayers. J. Membr. Biol. 249(1-2):97-106. doi: 10.1007/s00232-015-9852-3.
  10. Ostroumova O.S., Efimova S.S., Malev V.V. 2015. Modifiers of membrane dipole potentials as tools for investigating ion channel formation and functioning. Int. Rev. Cell Mol. Biol. 315:245-297.
  11. Efimova S.S., Zakharova A.A., Schagina L.V., Ostroumova O.S. 2016. Two types of syringomycin E channels in sphingomyelin-containing bilayers. Eur. Biophys. J. 45(1):91-98. doi: 10.1007/s00249-015-1101-2.
  12. Abkin S.V., Ostroumova O.S., Komarova E.Y., Meshalkina D.A., Shevtsov M.A., Margulis B.A., Guzhova I.V. 2016. Phloretin increases the anti-tumor efficacy of intratumorally delivered heat-shock protein 70 kDa (HSP70) in a murine model of melanoma. Cancer Immun. Immunother. 65 (1): 83-92. doi: 10.1007/s00262-015-1778-1.
  13. Chulkov E.G., Ostroumova O.S. 2016. Phloretin modulates the rate of channel formation by polyenes. Biochim. Biophys. Acta. 1858 (2): 289-294. doi: 10.1016/j.bbamem.2015.12.004.
  14. Efimova S.S., Zakharova A.A., Schagina L.V., Ostroumova O.S. 2016. Local anesthetics affect gramicidin A channels via membrane electrostatic potentials. J. Membr. Biol. 249(1):781-787. doi: 10.1007/s00232-016-9926-x.
  15. Ефимова С.С., Остроумова О.С. 2017. Дипольные модификаторы - регуляторы латеральной гетерогенности липидных мембран. Acta Naturae. 9(2):67-75.
  16. Efimova S.S., Tevyashova A.N., Olsufyeva E.N., Bykov E.E., Ostroumova O.S. 2017. Pore-forming activity of new conjugate antibiotics based on amphotericin B. PLoS One. 12(11):e0188573. doi: 10.1371/journal.pone.0188573.
  17. Efimova S.S., Zakharova A.A., Ismagilov A.A., Schagina L.V., Malev V.V., Bashkirov P.V., Ostroumova O.S. 2018. Lipid-mediated regulation of pore-forming activity of syringomycin E by thyroid hormones and xanthene dyes. Biochim. Biophys. Acta. 1860(3):691-699. doi: 10.1016/j.bbamem.2017.12.010.
  18. Efimova S.S., Chulkov E.G., Ostroumova O.S. 2018. Lipid-mediated mode of action of local anesthetics on lipid pores induced by polyenes, peptides and lipopeptides. Colloids Surf B Biointerfaces. 166:1-8. doi: 10.1016/j.colsurfb.2018.02.051.
  19. Efimova S.S., Zakharova A.A., Medvedev R.Ya., Ostroumova O.S. 2018. Ion channels induced by antimicrobial agents in model lipid membranes are modulated by plant polyphenols through surrounding lipid media. J. Membr. Biol. 251(4):551-562. doi: 10.1007/s00232-018-0031-1.
  20. Zakharova A.A., Efimova S.S., Schagina L.V., Malev V.V., Ostroumova O.S. 2018. Blocking ion channels induced by antifungal lipopeptide syringomycin E with amide-linked local anesthetics. Sci. Rep. 8(1):11543. doi: 10.1038/s41598-018-30077-6.

           |  Научные подразделения  |  Главная  |