Лаборатория химической кибернетики

Необходимо авторизоваться.
Заведующий лабораторией
д.х.н., проф.

Немухин Александр Владимирович

Число публикаций
311
Общее число цитирований
4097
Индекс Хирша
31

Чем мы занимаемся?

Молекулярная динамика и теория квантовой механики/молекулярной механики (КМ/ММ) для изучения различных биохимических механизмов

Используемые методы

  • Молекулярная динамика
  • Теория квантовой механики/молекулярной механики (КМ/ММ)
  • Теория функционала плотности (DFT)
  • Хатри-Фока (HF)
Александр Немухин

Заведующий лабораторией

Мария Хренова

Ведущий научный сотрудник

Белла Григоренко

Главный научный сотрудник

Направления исследований

Выяснение молекулярного механизма гидролиза циклического димерного гуанозинмонофосфата

+
Выяснение молекулярного механизма гидролиза циклического димерного гуанозинмонофосфата
Мы применяем методы молекулярного моделирования, включая молекулярную динамику и теорию квантовой механики/молекулярной механики для выяснения деталей ферментативного гидролиза важного вторичного мессенджера – циклического димерного гуанозинмонофосфата (c-di-GMP). Фосфодиэстеразы, содержащие консервативный мотив Glu-Ala-Leu (EAL), асимметрично расщепляют c-di-GMP до 5′-pGpG (Рисунок EAL-1).

Изучение каталитических свойств ацетилхолинэстеразы и бутирилхолинэстеразы

+
Методы КМ/ММ применяются для изучения механизмов каталитических реакций, проходящих в ацетилхолинэстеразе и бутирилхолинэстеразе.

Моделирование механизмов активации кислорода с негемными железосодержащими белками

+
КМ/ММ метод, основанный на гибких эффективных фрагментах, используется для моделирования механизма ферментативной активации кислорода.

Моделирование реакций ферментативного гидролиза гуанозинтрифосфата

+
Продолжается изучение механизмов гидролиза гуанозинтрифосфата (ГТФ) в различных формах малых G-белков с помощью метода КМ/ММ. Текущие проекты включают анализ реакции гидролиза в H-Ras, в комплексе H-Ras с активирующим белком, в мутантных формах белка. Мы планируем дать объемлющее теоретическое обоснование как данным кинетических исследований, так и результатам экспериментов по влиянию мутаций фермента на его активность.

Разработка кода для квантово-химических расчётов, оптимизированного для массивно-параллельных вычислительных систем

+
Разработка кода для квантово-химических расчётов, оптимизированного для массивно-параллельных вычислительных систем
Создаётся версия программного пакета GAMESS (US), оптимизированная для использования на параллельных компьютерах с многоядерными процессами. Переписывается код для расчётов главным образом по методам Хартри-Фока (HF) и теории функционала плотности (DFT), с тем чтобы достигалась наилучшая масштабируемость и производительность.

Публикации и патенты

Molecular Modeling Clarifies the Mechanism of Chromophore Maturation in the Green Fluorescent Protein
Bella L. Grigorenko, Anna I. Krylov, and Alexander V. Nemukhin
Journal of the American Chemical Society2021, цитирований: 24
Photoinduced Chemistry in Fluorescent Proteins: Curse or Blessing?
Atanu Acharya, Alexey M. Bogdanov, Bella L. Grigorenko, Ksenia B. Bravaya, Alexander V. Nemukhin, Konstantin A. Lukyanov, and Anna I. Krylov
Chemical Reviews2021, цитирований: 133
Understanding the non-catalytic behavior of human butyrylcholinesterase silent variants: Comparison of wild-type enzyme, catalytically active Ala328Cys mutant, and silent Ala328Asp variant
Sofya Lushchekina, Alexander Nemukhin, Sergei Varfolomeev, Patrick Masson
Chemico-Biological Interactions2021, цитирований: 8
Three Faces of N-Acetylaspartate: Activator, Substrate, and Inhibitor of Human Aspartoacylase
Maria G. Khrenova, Ekaterina D. Kots, Sergey D. Varfolomeev, Sofya V. Lushchekina, Alexander V. Nemukhin
Journal of Physical Chemistry B2021, цитирований: 16

Местонахождение лаборатории

Необходимо авторизоваться.