Лаборатория масс-спектрометрии биомакромолекул

Заведующий лабораторией:—

Телефон отдела:—

Почта:—

Комната:—

Лаборатория масс-спектрометрии биомакромолекул была организована в 2001 году д.ф.-м.н., профессором Е.Н. Николаевым как часть центра масс-спектрометрии институтов, возникших после разделения ИХФ РАН СССР и создание ИХФ РАН, ИНЭПХФ РАН и ИБХФ РАН. Лаборатория проводит исследования в различных направлениях биохимической физики с использованием современных масс-спектрометров. Исторически и идеологически лаборатория принадлежит к одному из известнейших центров масс-спектрометрии в мире.

Профессор Е.Н. Николаев является учеником и продолжателем дела члена- корреспондента АН СССР В.Л. Тальрозе, одного из самых известных специалистов в области масс-спектрометрии у нас в стране и за рубежом. Результатом пионерских работ стало создание первого у нас в стране масс-спектрометра, приспособленного для изучения элементарных актов сложных реакций, идущих с участием ионов, атомов и свободных радикалов.

Основные направления исследований лаборатории

• Развитие техники масс-спектрометрии ультравысокого разрешения
• Развитие новых методов исследования биомакромолекул, входящих в состав физиологических жидкостей человека при помощи прямой масс-спектрометрии
• Развитие методов высокоэффективной идентификации модификаций белков для анализа взаимосвязей с патологическими процессами
• Развитие методов протеотипирования белков на основе подхода Top-Down, Bottom-up
• Разработка хромато-масс-спектрометрических методов быстрого анализа протеома, метаболома, липидома биологических жидкостей и тканей
• Классификационный анализ природных резервуаров органического углерода методами сверхточной масс-спектрометрии

Также важной задачей в лаборатории является развитие технологии по исследованию структуры и контролю качества рекомбинантных белков методами масс-спектрометрии. Коллектив лаборатории регулярно участвует в проектах связанных с разработкой российских биоаналогов фармацевтический препаратов белковой природы.

В состав лаборатории масс-спектрометрии биомакромолекул входят ведущие научные сотрудники к.ф.-м.н. И.А. Попов, к.ф.-м.н. А.С. Кононихин, старшие научные сотрудники к.б.н. Н.В. Захарова, к.б.н. Н.Л. Стародубцева, к.ф.-м.н. Ю.И. Костюкевич, А.И. Спасский, научные сотрудники М.И. Индейкина, Е.Н. Кукаев, аспиранты: В.С. Сергеева, Д.С. Бормотов, А.О. Токарева,  студенты: Д.Г. Иванов, А.Э. Юсупов

Лаборатория оснащена уникальными современными масс-спектрометрометрами:

• Хромато-масс-спектрометрический комплекс, включающий в себя уникальный масс-спектрометр ионного циклотронного резонанса LTQ FT фирмы Thermo масс-спектрометр LTQ FT Ultra. Это единственный в России гибридный масс-спектрометр ионноциклотронного резонанса со сверхпроводящим магнитом, в котором комбинируются наиболее продвинутые технологии линейной сегментированной квадрупольной ионной ловушки и ионно-циклотронного резонанса с Фурье преобразованием для достижения высочайшей аналитической мощности и гибкости: разрешение 750000 по иону m/z 400 а.е.м., точность определения масс:< 1 ppm. На нем ведутся исследования протеомов физиологических жидкостей человека: мочи, слезы, конденсата выдыхаемого воздуха и др. Сотрудниками лаборатории была создана база данных точных массовых меток пептидов белков указанных протеомов, которая позволяет относительно быстро анализировать смеси пептидов-продуктов протеолиза белков по результатам точного измерения их масс.
• Масс-спектрометр MALDI TOF Microflex фирмы Bruker - незаменимый прибор для быстрого и качественного исследования белков или нуклеиновых кислот, для которого не требуется проведение дополнительной пробоподготовки, также прибор демонстрирует хорошую воспроизводимость результатов.
• Хромато-масс-спектрометрический комплекс на базе газового хроматографа Trace 1310 ГХ и квадрупольного масс-спектрометра DSQ Thermo. Уникальная конструкция инжекторов и детекторов, выполненных в виде быстросъемных модулей, установка которых может проводиться оператором самостоятельно, обеспечивает этой хроматографической платформе непревзойденную гибкость конфигурации при наименьших затратах на обслуживание.

Большинство сотрудников лаборатории масс-спектрометрии биомакромолекул являются выпускниками МФТИ. Лаборатория входит в систему базовых кафедр МФТИ - кафедры химической физики (ИХФ РАН), кафедры молекулярной и клеточной биологии (ИМБ РАН) и кафедры молекулярной медицины (ИФХМ ФМБА). Открытие последней было инициативой лаборатории. На этой кафедре студенты МФТИ занимаются глубоким изучением биологии, геномики и протеомики, выпускники кафедры получают обширные знания, помогающие работать на стыке наук физики и биологии, область, бурно развивающаяся в последнее время. На базе лаборатории и Центра масс-спектрометрии ЦКП ИБХФ РАН постоянно проходят преддипломную практику, выполняют дипломные и диссертационные работы студенты и аспиранты МФТИ, биологического и химического факультетов МГУ, ИНЭПХФ РАН, ИБХА РАН, ИХФ РАН, ИМБП РАН, ФГБУ НЦАГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России и др.

Под руководством заведующего лабораторией, профессора Е.Н. Николаева организованы четыре Всероссийские школы по масс-спектрометрии, а также European Conference on FT ICR mass spectrometry Moscow 2008, International Workshop on Imaging Mass Spectrometry, Moscow, 2012 and International Conference on Innovations in Mass Spectrometry Instrumentation, St Petersburg в 2013 и 2016 году.

Научная работа молодежного коллектива лаборатории (А.С. Кононихин, И.А. Попов, Н.Л. Стародубцева) «Развитие и внедрение современных методов масс-спектрометрии высокого разрешения для неинвазивной экпресс-диагностики акушерских, гинекологических и неонатальных патологий» была отмечена Премией Правительства Москвы молодым ученным за 2016 год в номинации «Фармацевтика, медицинское оборудование и материалы».

Сотрудники лаборатории активно участвуют в конкурсах научных работ Института и занимают почетные призовые места. Так, на конкурсе научных работ имени Елены Борисовны Бурлаковой в 2019 году работа с.н.с., к.б.н. Н.В. Захаровой «Профилирование пептидома мочи для дифференциальной диагностики гипертензивных осложнений беременности методом масс-спектрометрии высокого разрешения» заняла 2 место, а работа научного сотрудника М.И. Индейкиной «Исследование структурных особенностей моноклональных антител, включая анализ и локализацию пост-трансляционных модификаций и S-Sсвязей с помощью жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии высокого разрешения, на примере препарата экулизумаб» – почетное третье место.

Лаборатория имеет большое количество публикаций, в том числе в ведущих рецензируемых журналах, таких как: PNAS, Mass Spectrometry Reviews, Analytical Chemistry, Environmental Science & Technology, Journal of American Society for Mass Spectrometry, Rapid Communications in Mass Spectrometry, International Journal of Mass Spectrometry, Advances in Mass Spectrometry, Химическая физика и во многих других изданиях. Сотрудники лаборатории ежегодно докладывают о своих работах на ведущих международных конференциях (ASMS, IMSC, HUPO, FEBS и др.). Большинство сотрудников принимает ежегодное участие в семинарах мастер-классах фирм производителей масс-спектрометрического оборудования –Thermo, Bruker, ABSciexe, PerkinElmer, Waters (в США, в рамках крупнейшего масс-спектрометрического конгресса ASMS). На базе лаборатории и Центра масс-спектрометрии ежегодно проводятся летние стажировки (2-3 недели) для студентов ведущих российский и зарубежных вузов.

Медико-биологические исследования проводятся совместно с ведущими НИИ и медицинскими учреждениями г. Москвы: - ФГБУ НЦАГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России; ИМБП РАН; ИМБ РАН; НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. Работа по классификационному анализу природных резервуаров органического углерода методами сверхточной масс-спектрометрии проводится совместно группой проф., д.х.н. Ирины Васильевны Перминовой (Хим. факультет МГУ). Исследования по изучению состава природных нефтей и биотоплива проводятся совместно с РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина (анализ состава тяжелый нефтей), а также Объединенным институтом высоких температур РАН (оптимизация производства биотоплива).

Коллектив лаборатории активно участвует в разработке российский биоаналогов фармацевтический препаратов белковой природы. На постоянной основе проводятся совместные работы по исследованию структуры и контролю качества рекомбинантных белков с ООО «ФАРМАПАРК», а также с «Научным центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Коллектив сотрудничает с ведущими зарубежными масс-спектрометрическими центрами: Тихоокеанская северо-западной национальной лаборатории (PNNL, США); Национальная лаборатория высоких магнитных полей (NHMFL, США); Институт молекулярного масс-спектрометрического имеджинга (Maastricht University, Netherlands). Также в области масс-спектрометрии и протеомики поддерживаются контакты с ведущими российскими лабораториями и коллективами: лабораторией физических методов и техники масс-спектрометрии биополимеров (руководитель к.ф.м.н. М.В. Горшков), лабораторией диагностической протеомики (руководитель д.б.н. С.А. Мошковский), лабораторией системной биологии (руководитель д.б.н. В.Г. Згода), лабораторией протеомного анализа (руководитель академик В.М. Говорун), лабораторией стереохимии (руководитель д.х.н. Р.Г. Костяновский), лабораторией белковой инженерии (руководитель д.х.н. Е.Ф. Колесанова), лабораторией конформационной стабильности белков и физических методов анализа (руководитель академик А.А. Макаров).