Заведующий – доктор биологических наук Игорь Григорьевич Моргунов

Лаборатория создана на базе лаборатории окислительного обмена веществ. В составе лаборатории: 3 научных сотрудника, 4 лаборанта-исследователя, 2 аспиранта.

Основные направления исследований:

Основным направлением работы лаборатории является исследование физиолого-биохимических особенностей дрожжей Yarrowia lipolytica.
В настоящее время лаборатория проводит исследования по следующим темам:

• Разработка новых процессов получения органических кислот;
• Структура и функции надмолекулярных комплексов ЦТК;
• Создание новых фармпрепаратов на основе органических кислот для использования в спорте высших достижений.

Основные результаты:

Впервые установлены пути метаболизма триглицеридов растительных масел у дрожжей Y. lipolytica. Фермент, осуществляющий гидролиз масел до глицерина и жирных кислот, - внеклеточная липаза выделена, очищена и охарактеризована. Продукты гидролиза – глицерин и жирные кислоты потребляются клетками одновременно. Глицерин не подавляет потребления и катаболизма жирных кислот, что подтверждено физиологическими данными и анализом уровня активности ферментов катаболизма глицерина и глиоксилатного цикла.

Метод получения пировиноградной кислоты из глицерина биохимически охарактеризован. Сведения о механизмах регуляции ферментов биосинтеза пировиноградной кислоты у Y. lipolytica необходимы для практического получения продукта.

Биосинтез лимонной кислоты у дрожжей Y. lipolytica на разных субстратах охарактеризован биохимически. Изучена роль двух ключевых ферментов - цитратсинтазы и НАД-зависимой изоцитратдегидрогеназы. Оба фермента выделены их клеток продуцента, очищены и охарактеризованы.

Исследованы механизмы регуляции этих ферментов интермедиатами ЦТК. Показано, что свойства цитратсинтазы в условиях in vitro и in situ существенно различаются; фермент in situ оказался более устойчивым к ингибирующему воздействию цитрата и АТФ.

Установлены новые принципы метаболической организации дрожжей. Между ферментами существуют фермент-ферментные взаимодействия. Такие взаимодействия выявлены между двумя последовательными ферментами ЦТК - цитратсинтазой и малат-дегидрогеназой. Фермент-ферментный комплекс образует электростатический субстратный канал для оксалоацетата. На примере пероксисомальной цитратсинтазы впервые показана важность третичной структуры фермента для его функционирования в составе метаболона. Ферменты ЦТК способны связываться как между собой, так и с внутренней мембраной митохондрий, образуя надмолекулярные комплексы (метаболоны).

Созданы научные основы для разработки микробиологических способов получения лимонной кислоты из растительных субстратов. Процессы получения лимонной кислоты из рапсового масла и глицерина были воспроизведены в полупромышленном масштабе на Опытно-технологической установке ИБФМ РАН. Разработан лабораторный технологический регламент «Производство пищевой лимонной кислоты из рапсового масла».
Впервые установлена принципиальная возможность направленного синтеза янтарной кислоты дрожжевыми организмами.

Разработаны физиолого-биохимические основы регуляции сверхсинтеза янтарной кислоты у дрожжей, изучен механизм этого процесса. Предложен способ получения янтарной кислоты с использованием дрожжей Y. lipolytica; предложены приемы аналитического выделения продукта и охарактеризована его биологическая активность в сравнении с коммерческими препаратами, получаемыми химическим синтезом.

Созданы научные основы конверсии глицерин-содержащих отходов производства биодизельного топлива в продукты микробиологического синтеза – лимонную кислоту, изолимонную кислоту, α-кетоглутаровую кислоту.

Совместно с “ВНИИГенетика” получены рекомбинантные штаммы – продуценты органических кислот, у которых за счет увеличенной экспрессии изоцитратлиазы и аконитат-гидратазы значительно повышен выход трео-Ds-изолимонной и α-кетоглутаровой кислот за счет снижения содержания побочных продуктов.

Разработаны и проведены доклинические испытания новых лекарственных адаптогенных препаратов на основе природных соединений дикарбоновых кислот (совместно с ФМБА России).

Научные связи: Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, «ГосНИИгенетика», Научно-исследовательский центр токсикологии и гигиенической регламентации биопрепаратов Федерального-медикобиологического агенства России, Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию, Пущинский государственный естественно-научный институт, Башкирский государственный университет, РГП Институт микробиологии и вирусологии, Казахстан, Вроцлавский университет природообустройства (г. Вроцлав, Польша), Институт биотехнологии (г. Авгии-Салонии, Греция), Научно-исследовательский центр по изучению окружающей среды им. Гельмгольца (г. Лейпциг, Германия)

За последние 5 лет опубликовано 26 статей с совокупным импакт фактором 52.

E-mail: morgunovs@rambler.ru