ЯМР-исследования пространственной структуры пептидов и лекарственных средств и их комплексов с биомембранами

Сотрудники: проф. Аганов А.В., проф. Клочков В.В., Блохин Д.С., Галиуллина Л.Ф.,Ефимов Д.С., Рахматуллин И.З., Усачев К.С., Хайрутдинов Б.И., Юльметов А.Р.

Решаемые задачи: Определение химического состава, пространственного строения и внутримолекулярной подвижности органических и биоорганических соединений, а также молекулярных комплексов на их основе в различных растворителях и твердой фазе. Исследования ведутся  в таких областях как органическая и биоорганическая химия, медицина и фармакология.

Применяемые  методы:  Одномерная и двумерная импульсная ЯМР спектроскопия с Фурье преобразованием спада свободной индукции.

Используемые методики:  Одномерные ЯМР спектры на ядрах 1Н, 13С, 14N, 15N, 19F, 29Si, 31P и др, в различных растворителях, гелеобразных и твердых порошкообразных органических веществах; различные двумерные ЯМР эксперименты (COSY, HSQC, HNQC, HMBC, TOCSY, NOESY, ROESY и др.), а также моделирование структуры молекул и комплексов с помощью теоретических расчетов.

Оборудование лаборатории:

ЯМР Спектрометр AVANCE IIIтм HD 700 МГц:

Спектрометр (ЯМР-Фурье) AVANCE IIIтм HD 700 МГц с криодатчиком и датчиком твердого тела, оптимизированный для исследования больших биомолекул. Показатели: Химические сдвиги (резонансные частоты), интенсивности и мультиплетная структура сигналов, время релаксации. Решаемые задачи включают проверку химической структуры и состава образцов, установление пространственной структуры молекул, в т.ч. биомакромолекул. Область применения: Спектроскопия ядерного магнитного резонанса высокого разрешения (жидкостей) и твёрдых образцов в магнитном поле 16,44 Тл на ядрах 1H, 2H, 13C, 31P, 15N с улучшенной чувствительностью.

ЯМР спектрометр AVANCE IITM - 500" (Bruker)

Спектрометр "AVANCE IITM - 500" - многофункциональный спектрометр со сверхпроводящим магнитом, работающий в импульсном режиме с преобразованием Фурье, позволяет производить съемку спектров ЯМР в растворах, гелеобразных и твердых порошкообразных органических веществах на ядрах 1Н, 13С, 14N, 15N, 19F, 29Si, 31P и др. Спектрометр снабжен температурной приставкой. Может быть использован при проведении современных двумерных ЯМР экспериментов (COSY, HSQC, HNQC, NOESY, ROESY– модификации). Режим CP-MAS позволяет проводить эксперименты в порошках и вязких средах, а подход HR-MAS – эксперименты в монокристаллах, в тканях и других родственных системах живых организмов. Наиболее эффективная область приложений спектрометра – исследования в области приоритетных направлений «Индустрия наносистем и материалы», «Живые системы».

Основные публикации за последние годы:

1. Galiullina, L.F., Interaction of different statins with model membranes by NMR data/Galiullina, L.F., Aganova, O.V., Latfullin, I.A., Musabirova, G.S., Aganov, A.V., Klochkov, V.V.// Biochimica et Biophysica Acta – Biomembranes. – 2017. – V. 1859, Issue 3. – P.295-300.
   
2. Rakhmatullin, I.Z. Stereodynamics of some pyridoxine derivatives studied by dynamic and 2D NOESY  1H NMR [text] /I.Z. Rakhmatullin, L.F. Galiullina, A.A. Balandina, M.R. Garipov, A.D. Strelnik, A.S. Galiullina, Y.G. Shtyrlin, V.V. Klochkov // Magnetic Resonance in Chemistry. – 2017. – V.55, Issue 4. – P. 304-311. IPP 1.537; ISSN: 07491581. DOI: 10.1002/mrc.4528
   
3. Usachev, K.S. Oligomerization of the antimicrobial peptide Protegrin-5 in membrane mimicking environment. Structural studies by high-resolution NMR spectroscopy [text] / K.S. Usachev, O.A. Kolosova, E.A. Klochkova, A.R. Yulmetov, A.V. Aganov, V.V. Klochkov // European Biophysics Journal.- 2017.- V.46, Issue 3.- P.293-300. ISSN: 0175-7571.  DOI 10.1007/s00249-016-1167-5.
   
4. Abdrakhmanov, R. NMR Studies of the Mn2+ Interactions with Amyloid Peptide Aβ13-23 in Water Environment [text] / R. Abdrakhmanov, D. Blokhin, K. Usachev, F. Karataeva, V. Klochkov // BioNanoScience. – 2017. – V. 7. – P. 204-206. ISSN: 2191-1630. DOI 10.1007/s12668-016-0317-7.
   
5. Латфуллин, И.А. Статины и их взаимодействие с модельными клеточными мембранами по данным спектроскопии Ядерного Магнитного Резонанса [текст] / И.А. Латфуллин, Л.Ф. Галиуллина, Г.С. Мусабирова, О.В. Аганова, З.Ф. Ким, А.В. Аганов, В.В. Клочков // Рациональная Фармакотерапия в Кардиологии . – 2017. – Т. 13, N 2. – C.244-250 (Rational Pharmacotherapy in Cardiology.- 2017.- V.13, Issue 2.- P. 244-250. ISSN: 1819-6446.).
   
6. Rakhmatullin, I.Z. Qualitative and quantitative analysis of oil samples extracted from some Bashkortostan and Tatarstan oilfields based on NMR spectroscopy data [text] /I.Z. Rakhmatullin, S.V. Efimov, B.Ya. Margulis, V.V. Klochkov// Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2017. – V.156. – P.12-18. ISSN: 0920-4105.
   
7. Efimov S.V., Khodov I.A., Ratkova E.L., Kiselev M.G., Berger S., Klochkov V.V. Detailed NOESY/T-ROESY analysis as an effective method for eliminating spin diffusion in 2D NOE spectra of small flexible molecules // J. Mol. Struct. - 2016. - V. 1104. - P. 63-69
   
8. Rakhmatullin I.Z., Galiullina L.F., Klochkova E.A., Latfullin I.A., Aganov A.V., Klochkov V.V. Structural studies of pravastatin and simvastatin and their complexes with SDS micelles by NMR spectroscopy // J. Mol. Struct. - 2016. - Vol. 1105. - P. 25-29
9. Khodov I.A., Efimov S.V., Klochkov V.V., Batista de Carvalho L.A.E., Kiselev M.G.. The importance of suppressing spin diffusion effects in the accurate determination of the spatial structure of a flexible molecule by nuclear Overhauser effect spectroscopy // J. Mol. Struct. - 2016. - V. 1106. - P. 373-381
10. Galiullina L.F., Aganova O.V., Latfullin I.A., Musabirova G.S., Aganov A.V., Klochkov V.V. NMR study of conformational structure of fluvastatin and its complex with dodecylphosphocholine micelles // BioNanoScience. - 2016. - V. 6. - P. 352-354
11. Mironov V.F., Dimukhametov M.N., Efimov S.V., Aminova R.M., Karataeva F.Kh., Krivolapov D.B., Mironova E.V., Klochkov V.V. Stereoselective PCO/POC-Rearrangement of P–C-Cage Phosphorane in the Reaction of 4,5-Dimethyl-2-(2-oxo-1,2-diphenyl)ethoxy-1,3,2-dioxaphospholane with Hexafluoroacetone // J. Org. Chem. – 2016. – Vol. 81. – P. 5837-5850
12. Polshakov V.I. , Petrova O.A., Parfenova Yu.Yu., Efimov S.V., Klochkov V.V., Zvereva M.I., Dontsova O.A. NMR assignments of the N-terminal domain of Ogataea polymorpha telomerase reverse trans­criptase // Biomolecular NMR Assignments. – 2016.- V. 10, Issue 1. –P. 183-187
13. Rakhmatullin I.Z., Galiullina L.F., Garipov M.R., Strel'nik A.D., Shtyrlin Y.G., Klochkov V.V. 1H NMR characterization of two new pyridoxine derivatives // BioNanoScience. - 2016. - V. 6. - P. 243-245
14. Aganova O.V., Galiullina L.F., Aganov A.V., Shtyrlin N.V., Pugachev M.V., Strel'nik A.D., Koshkin S.A., Shtyrlin Yu.G., Klochkov V.V. Synthesis and NMR study of conformational structure and dynamics of the new quarternary phosphonium salts // Magnetic Resonance in Chemistry. – 2016. – V. 54. - Issue 6. – P. 320-327
15. Латфуллин И.А., Галиуллина Л.Ф., Рахматуллин И.З., Клочков В.В., Аганов А.В. Латфуллин И.А. Плейотропность статинов. Имеются ли возможности объяснения феномена? // Рациональная фармакотерапия в кардиологии. - 2015. - №11(6). - С. 634-637
16. Usachev K.S., Efimov S.V., Kolosova O.A., Klochkova E.A., Aganov A.V., Klochkov V.V. Antimicrobial peptide protegrin-3 adopt an antiparallel dimer in the presence of DPC micelles. A high-resolution NMR study // Journal of Biomolecular NMR. – 2015. - V.62. - P. 71-79
17. Galiullina L.F., Rakhmatullin I.Z., Klochkova E.A., Aganov A.V., Klochkov V.V.Structure of pravastatin and its complex with sodium dodecyl sulfate micelles studied by NMR spectroscopy // Magnetic Resonance in Chemistry. – 2015. – V. 53 (2). – P. 110-114
18. Usachev K.S., Efimov S.V., Kolosova O.V., Filippov A.V., Klochkov V.V. High-resolution NMR structure of the antimicrobial peptide protegrin-2 in the presence of DPC micelles // Journal of Biomolecular NMR.-2015.– V.61. - P. 227-234
19. Blokhin D.S., Filippov A.V., Antzutkin O.N., Afonin S., Klochkov V.V. Spatial structures of PAP(262-270) and PAP(274-284), two selected fragments of PAP(248-286), the enhancer of HIV infectivity // Applied Magnetic Resonance. 2015. V. 46. P. 757-769
20. Rakhmatullin I.Z., Galiullina L.F., Garipov M.R., Strelnik A.D., Shtyrlin Y.G., Klochkov V.V. Dynamic NMR study of dinitrophenyl derivatives of seven-membered cyclic ketals of pyridoxine // Magnetic Resonance in Chemistry. – 2015. – Vol. 53, No.10. – P. 805-812
21. Usachev K.S, Klochkova E.A, Yulmetov A.R, Klochkov V.V. he effect of the detergent micelles type on the tetrapeptide NAc-SFVG-OMe conformational structure: NMR studies in solution // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2015. - Vol.6, Is.6. - P.1630-1636