Лаборатория структурной биоинформатики

Статистика научной деятельности


О лаборатории

Лаборатория создана в 1990 году. Зав.лаб. – д.б.н., Веселовский Александр Владимирович.

Основное направление лаборатории – применение методов биоинформатики и трехмерного молекулярного моделирования для предсказания структуры, свойств высоко- и низкомолекулярных соединений и их взаимодействий, поиск новых биологически активных соединений, предсказание токсичности веществ для широкого спектра практических задач, преимущественно биомедицинской направленности.

Основные подходы включают:

  • компьютерное моделирование пространственных структур белков, межмолекулярных комплексов (белок/белок, белок/низкомолекулярный лиганд, белок/нуклеиновые кислоты);
  • предсказание аффинности комплексов;
  • предсказание ADMET свойств соединений;
  • поиск и конструирование ингибиторов ферментов, белок-белковых взаимодействий и др.;
  • виртуальный скрининг;
  • анализ количественной взаимосвязи структура-активность (свойство);
  • обучение: спецкурс «Биоинформатика и компьютерное конструирование лекарств» (6 курс МБФ РНИМУ им. Н.И. Пирогова), курсовые и дипломные работы студентов; аспиранты.

Тел.: +7 (499) 245-07-68

Сотрудники


Проекты

Текущие проекты

  1. Участие в межведомственной программы исследований РАМН «Протеомика в медицине и биотехнологии».
  2. Участие в работах в рамках договора с ЦНИИмаш по ОКР «МКС-Наука-ИБМХ-2007-2009» «Определение белков и ингибиторов. Проведение подготовки космических экспериментов для кристаллизации белков и их комплексов (КЭ «Кристаллизатор»)»
  3. Development and application of QSAR rodent toxicity models for chemical compounds (грант МНТЦ №3777)

Завершенные проекты

  1. Азольные ингибиторы CYP51 из M. tuberculosis (грант РФФИ №04-04-48039-а, 2004-2006)
  2. Analysis of active sites structures of MAO A and B (грант INTAS 99-00433, 2000-2003)
  3. Функциональное картирование белков вируса гепатита С В рамках проекта «Идентификация перспективных мишеней действия новых лекарственных препаратов на основе реконструкции генных сетей» (Договор № 02.434.11.3004)
  4. Создание пакета прикладных программ для оценки токсичности химических соединений (Гос. контракт № 02.434.11.1014 совместно с ИФАВ РАН)
  5. Разработка ингибиторов белок-белковых взаимодействий для инфекционных и соматических заболеваний (гос. контракт 02.512.11.2044)
  6. Исследование молекулярных механизмов взаимодействия хитин-связывающих доменов белков с природными и модифицированными лигандами и созданиe сорбетов с заданной селективностью для аффинной очистки и иммобилизации рекомбинантных белков (грант РФФИ 07-04-12204 совместно с Центром «Биоинженирии» РАН)
  7. Ингибирование про- и антипрогестинами роста раковых клеток (грант РФФИ, 2005-2007)
  8. Computer-aided prediction of chemical ecotoxicity (грант МНТЦ №888, 2005-2008)
  9. Computer-assisted discovery of new HIV integrase inhibitors (грант МНТЦ №3197р, 2005-2008)
  10. Предсказание селективности связывания и спектра действия лигандов ядерных рецепторов на основании анализа виртуальных взаимодействий (грант РФФИ, 2008-2009)

Результаты

Основные достижения лаборатории:

  1. Построены компьютерные модели различных цитохромов Р450. Найдены новые потенциальные ингибиторы цитохрома Р450 1А2.
  2. Построены компьютерные модели МАО А и Б, найдены новые ингибиторы МАО.
  3. Найдены потенциальные мишени в геноме M. tuberculosis для создания противотуберкулезных препаратов нового поколения.
  4. Создана оригинальная компьютерная программа DockSearch для скрининга различных химических баз данных методом молекулярного докинга.
  5. Созданы модели липидного бислоя и мицелл.
  6. Найден новый ингибитор фосфопантетеин аденилтрансферазы M.tuberculosis.

Разработки лаборатории:

Оборудование

Основные вычислительные ресурсы

  • Сервер Origin 350 8xMIPS R16000-700 CPU, 8GB RAM, 680GB HDD (RAID), IRIX 6.5.
  • Кластер HP 33x2xAMD Opteron 2.6 GHz двуядерные (33 узла), 16x12GB+16 RAM, 24x73GB HDD, Infinity Band (MPI interconnect), Gigabit Ethernet, Windows 2003 Compute Cluster edition.
  • Кластер SUN 32xAMD Opteron 2.2 GHz (16 узлов), 16x2GB RAM, 16x73GB HDD, Infinity Band (MPI interconnect), Gigabit Ethernet, LINUX
  • Кластер Mascot IBM x3650 2 x 2.66GHz quad core Intel E5430, 10Gb RAM, 5 x 146 GB SAS HDD; 8 blades, 2 x 2.66GHz quad core Intel E5430, 6Gb RAM 73Gb, 10K SAS HDD, LINUX
  • Система хранения данных Sun Storage 7410 Unified Storage System – 37 ТБ

Программные средства

  • Пакет молекулярного моделирования Amber 8.0
  • Пакет молекулярного моделирования Gromacs 3.0
  • Программа молекуляного моделирования Modeller 4.0
  • Программы для молекулярного докинга AutoDock 4.0 и Dock 6.0
  • Оригинальная программа для молекулярного докинга DockSearch 3.2 (свидетельство №2005610707 от 24/03/2005)
  • Cambridge Structural Database
  • Базы данных фирмы MDL (MDDR, METABOLITE, CMC, etc.) (MDL Information Systems Inc.)

Публикации


2013

  1. Федюшкина И.В., Скворцов В.С., Ромеро Рейес И.В., Левина И.С. Молекулярный докинг и 3D QSAR производных 16α,17α-циклоалканопрогестерона как лигандов рецептора прогестерона // Биомедицинская химия. 2013. Т. 59. № 6. С. 622-635.
  2. Федюшкина И.В., Ромеро Рейес И.В., Лагунин А.А., Скворцов В.С. Предсказание спектра действия лигандов рецепторов стероидных гормонов. // Биомедицинская химия. 2013. Т. 59. № 5. С. 591-599.
  3. Zharkova M.S., Sobolev B.N., Oparina N.Yu., Veselovsky A.V., Archakov A.I., Prediction of amino acid residues participated in substrate recognition by cytochrome P450 subfamilies with broad substrate specificity, Journal of molecular recognition, 2013, Vol.26(2), pp.86-91
  4. Sergey V. Stulov, Olga V. Mankevich, Roman A. Novikov, Yaroslav V. Tkachev, Vladimir P. Timofeev, Nikita O. Dugin, Vladimir F. Pozdnev, Irina V. Fedyushkina, Dmitri S. Scherbinin, Alexander V. Veselovsky, Alexander Yu. Misharin, Synthesis and molecular modeling of (40R)- and (40S)- 40-substituted 20-{[(E)-androst-5-en-17-ylidene]-methyl}oxazolines, Steroids, 2013, Vol. 78, pp.521-527
  5. Romero Reyes I.V., Fedyushkina I.V., Skvortsov V.S., Filimonov D.A. (2013). Prediction of progesterone receptor inhibition by high-performance neural network algorithm. Internat. J. Math. Models and Methods Appl. Sci., 7(3) 303-310.

2012

  1. Сербин А. В., Веселовский А. В., Цветков В. Б., Исследование in vitro и in silico интерфероногенных аналогов нуклеиновых кислот, искусственно программируемых на блокаду начальных этапов ВИЧ-инфицирования клеток , Биотехнология, 2012, №1, стр.72-89
  2. Irina Fedyushkina, Ilyakay Romero Reyes. «Prediction of Glucocorticoid Receptor Inhibition by High-Performance Neural Network Algorithm». Advances in Mathematical and Computational Methods. Mathematics and Computers in Science and Engineering Series, Ed. Prof. Mihaiela Iliescu, 2012, No 4, pp. 203-208.

2011

  1. Kaluzhny D, Ilyinsky N, Shchekotikhin A, Sinkevich Y, Tsvetkov PO, Tsvetkov V, Veselovsky A, Livshits M, Borisova O, Shtil A, Shchyolkina A., Disordering of human telomeric g-quadruplex with novel antiproliferative anthrathiophenedione, PLoS One, 2011, №6(11), pp.e27151
  2. Tsvetkov V., Veselovski A., Serbin A., Polymer-Coupled Systems for Blocking the Viral Fusion 1. Modeling in silico the in vitro HIV-1 Entry Inhibitors , Antiviral Research, 2011, №90(2), pp.A46

2010

  1. Archakov A I, Sobolev B N, Veselovskii A V, Zharkova M S, Computer-based substrate specifity prediction for cytochrome P450, Biomedical Chemistry, 2010, №:56, pp.90-100
  2. Medvedev AE, Veselovsky AV, Fedchenko VI., Renalase, a new secretory enzyme responsible for selective degradation of catecholamines: achievements and unsolved problems, Biochemistry (Moscow), 2010, №75(8), pp.951-958

2007

  1. Veselovsky A.V., Archakov A.I. (2007) Inhibitors of Protein-Protein Interactions as Potential Drugs. Current Computer-Aided Drug Design. 3(1), 51-58.

2006

  1. Kugaevskaya EV, Kolesanova EF, Kozin SA, Veselovsky AV, Dedinsky IR, Elisseeva YE. (2006) Epitope mapping of the domains of human angiotensin converting enzyme. Biochim. Biophys. Acta. 1760(6). 959-965.
  2. Белов Д.А., Веселовский А.В. (2006) Анализ области контакта субъединиц обратной транскриптазы ВИЧ. Биомедицинская химия. 52(1). 19-28.
  3. Ivanov A.S., Veselovsky A.V., Dubanov A.V., Skvortsov V.S. (2006) Bioinformatics platform development: from gene to lead compound. In: Methods in Molecular Biology. Vol. 316. Bioinformatics and Drug Discovery. Ed. R.S.Larson. Humana Press Inc., Totowa, NJ, USA. 389-431

2005

  1. Иванов А.С., Веселовский А.В., Арчаков А.И.(2005) Методы экспериментальной валидации потенциальных белков-мишеней для создания новых лекарств. Биомед. химия, 51(1):2-18.
  2. Raevsky OA, Skvortsov VS (2005) Quantifying hydrogen bonding in QSAR and molecular modeling. SAR QSAR Environ Res. 16(3):287-300.
  3. Raevsky O, Andreeva E, Raevskaja O, Skvortsov V, Schaper K. (2005) QSPR analysis of the partitioning of vaporous chemicals in a water-gas phase system and the water solubility of liquid and solid chemicals on the basis of fragment and physicochemical similarity and hybot descriptors. SAR QSAR Environ Res. 16(1-2):191-202.

2004

  1. Смолинская Ю.Ю., Веселовский А.В., Иванов А.С. (2004) Полноатомная компьютерная модель бислойной мембраны с МАО А. Биомед. химия, 50(5):451-9.
  2. Veselovsky AV, Ivanov AS, Medvedev AE (2004) Computer modelling and visualization of active site of monoamine oxidases. Neurotoxicology. 25(1-2):37-46.

2003

  1. Medvedev AE, Ivanov AS, Veselovsky AV (2003) Computer visualisation of the active site of monoamine oxidase-A by means of selective inhibitors. Inflammopharmacology 11(2):135-43.
  2. Severina IS, Axenova LN, Veselovsky AV, Pyatakova NV, Buneeva OA, Ivanov AS, Medvedev AE (2003) Nonselective inhibition of monoamine oxidases A and B by activators of soluble guanylate cyclase. Biochemistry (Mosc). 68(9):1048-54.
  3. Иванов А.С., Скворцов В.С., Сеченых А.А., Дубанов А.В., Лисица А.В. (2003) Компьютерное моделирование пространственной структуры цитохромов Р450: проблемы и перспективы. Биомед. химия, 49 (3): 221-237.
  4. Veselovsky AV, Ivanov AS. (2003) Strategy of computer-aided drug design. Curr Drug Targets Infect Disord.3(1):33-40.
  5. Archakov A.I., Govorun V.M., Dubanov A.V., Ivanov Y.D., Veselovsky A.V., Lewi P., Janssen P. (2003) Protein-protein interactions as a target for drugs in proteomics. Proteomics 3(4):380-91.

2002

  1. Veselovsky A.V., Ivanov Yu.D., Ivanov A.S., Archakov A.I., Lewi P., Janssen P. (2002) Protein-protein interactions: mechanisms and modification by drugs. J. Molecular Recognition. 15(6): 405-422.

Партнеры

  • Институт цитологии и генетики СО РАН
  • ИОХ РАН
  • ИФАВ РАН
  • Молекулярной биологии им. Энгельгарда РАН
  • ИБХ РАМН
  • Самарский государственный университет
  • Институт экспериментальной диагностики и терапии опухоли РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН
  • Харьковский государственный университет
  • Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН