СВЕДЕНИЯ О СОИСКАТЕЛЕ СТИПЕНДИИ 1. Фамилия, имя, отчество: Смирнов Иван Витальевич 2. Дата рождения: 18.07.1982 3. ИНН: 381708139138 4. Номер страхового свидетельства обязательного пенсионного страхования: 068-219-172-75 5. Домашний адрес: 121248, Москва, Кутузовский проспект, д.2/1, кв.222 6. Контактный телефон: +79267397865 7. Аспирант или молодой ученый: Молодой учёный 8. Место работы (учебы): Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИНН:7728045419) 9. Должность: Старший научный сотрудник 10. Рабочий телефон: +74957273860 11. Адрес электронной почты: smirnov@mx.ibch.ru 12. Код специальности, по которой получено высшее образование: 020101 13. Сведения об ученой степени: 13.1. Ученая степень: кандидат химических наук 13.2. Год присуждения ученой степени: 2008 13.3. Номер диплома ВАК: ДКН065146 13.4. Специальность: 02.00.10 13.5. Тема диссертации: СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО БИОКАТАЛИЗАТОРА, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ АНТИИДИОТИПИЧЕСКОГО АНТИТЕЛА 14. Ученое звание: старший научный сотрудник 15. Опыт выполнения работ участника конкурса и достигнутые результаты по выбранному направлению научного исследования, подтвержденные данными за последние 3 года: № п/п 1 2 3 4 © Наименование работы по тематике конкурса Каталитические антитела при аутоиммунных заболеваниях: характеристика, терапевтический потенциал, селекция пептидных ингибиторов и терапевтических пептидомиметиков Искусственные ферменты Высокоэффективная экспрессия рекомбинатных антител - потенциальных терапевтических препаратов в дрожжах Pichia pastoris Комбинаторные библиотеки антител как мощный инструмент в поиске "молекулярных автографов" вирусных антигенов в аутоиммунных репертуарах ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ Роль в проекте Стоимость (млн. руб.) Участник Сроки выполнения работы 2007 - 2010 0.5 гранты Участник Участник 2010 - 2012 2011 - 2012 0.9 3 гранты гранты Участник 2012 - 2014 0.65 гранты СП-2477.2013.4 Источник финансирования 1 5 6 Взаимосвязь структуры и Участник функции для искусственных ферментов Проведение поисковых Участник научно - исследовательских работ по направлению « Физико - химическая молекулярная и клеточная биология», по проблеме « Иммунопротеасома как мишень для направленного действия низкомолекулярных ингибиторов для разработки новой стратегии лечения аутоиммунных патологий» 2012 - 2013 0.5 гранты 2009 - 2011 2.5 гранты 16. Общественное признание (премии, медали, дипломы и т.п.) за последние три года: № Вид награды п/п 1 Победитель программы «Участник молодежного научно инновационного конкурса» (« УМНИК») Уровень награды Год Государственные 2010 Наименование организации, выдавшей награду Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно технической сфере 17. Профессиональная репутация и квалификация научного руководителя (руководителя лаборатории): 17.1. Фамилия Имя Отчество: Габибов Александр Габибович 17.2. Дата рождения: 31.08.1955 17.3. Место работы: Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН (ИБХ) 17.4. Должность: Заведующий лабораторией 17.5. Ученая степень: доктор химических наук 17.6. Ученое звание: член-корреспондент РАН Соискатель стипендии _______________________ / Смирнов И. В. / Научный руководитель (Руководитель лаборатории) _______________________ / Габибов А. Г. / © ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ СП-2477.2013.4 2 СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СОИСКАТЕЛЯ СТИПЕНДИИ 1. Научные публикации соискателя стипендии за предыдущие пять лет (количество): 15 1.1. Перечень наиболее значимых публикаций: № п/п 1 2 3 © Авторы Belogurov A Jr, Smirnov I, Ponomarenko N, Gabibov A. Название публикации Вид публикации Antibody–antigen pair Статья probed by combinatorial approach and rational design: Bringing together structural insights, directed evolution, and novel functionality Belogurov AA Jr, Liposome - encapsulated Статья Stepanov AV, peptides protect against Smirnov IV, experimental allergic Melamed D, Bacon encephalitis. A, Mamedov AE, Boitsov VM, Sashchenko LP, Ponomarenko NA, Sharanova SN, Boyko AN, Dubina MV, Friboulet A, Genkin DD, Gabibov AG. Smirnov I, Strategies for the Статья Belogurov A Jr, selection of catalytic Friboulet A, antibodies against Masson P, Gabibov organophosphorus nerve A, Renard PY. agents. ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ Название издания Том, страницы FEBS Letters Volume 586, Issue 18, pp. 2966 - 2973 ISSN журнала Импакт Название фактор организации, журнала представившей по Web of статью для Science публикации 0014 - 5793 0 ИБХ РАН Год издания 2012 The FASEB Journal 0892 - 6638 0 ИБХ РАН 2012 Chemico biological interactions 0009 - 2797 0 ИБХ РАН 2012 СП-2477.2013.4 Эл.ссылка на публикацию в Web of Science 3 4 5 Smirnov I, Carletti E, Kurkova I, Nachon F, Nicolet Y, Mitkevich VA, Debat H, Avalle B, Belogurov AA Jr, Kuznetsov N, Reshetnyak A, Masson P, Tonevitsky AG, Ponomarenko N, Makarov AA, Friboulet A, Tramontano A, Gabibov A. Gabibov AG, Belogurov AA Jr, Lomakin YA, Zakharova MY, Avakyan ME, Dubrovskaya VV, Smirnov IV, Ivanov AS, Molnar AA, Gurtsevitch VE, Diduk SV, Smirnova KV, Avalle B, Sharanova SN, Tramontano A, Friboulet A, Boyko AN, Ponomarenko NA, Tikunova NV. © ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ Reactibodies generated by kinetic selection couple chemical reactivity with favorable protein dynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 0027 - 8424 9.681 ИБХ РАН 2011 Combinatorial antibody Статья library from multiple sclerosis patients reveals antibodies that cross react with myelin basic protein and EBV antigen. The FASEB journal Volume 25, No. 0892 - 6638 12, pp. 4211 4221 5.712 ИБХ РАН 2011 СП-2477.2013.4 Volume 108, No. 38, pp. 15954 - 15959 4 6 7 8 9 10 © Stepanov AV, Belogurov AA Jr, Ponomarenko NA, Stremovskiy OA, Kozlov LV, Bichucher AM, Dmitriev SE, Smirnov IV, Shamborant OG, Balabashin DS, Sashchenko LP, Tonevitsky AG, Friboulet A, Gabibov AG, Deyev SM. Durova OM, Vorobiev II, Smirnov IV, Reshetnyak AV, Telegin GB, Shamborant OG, Orlova NA, Genkin DD, Bacon A, Ponomarenko NA, Friboulet A, Gabibov AG. Smirnov I., Belogurov A., Gabibov A. И.Н. Куркова, И. В. Смирнов, А.А. Белогуров, Н.А. Пономаренко, А.Г. Габибов. Design of targeted B cell Статья killing agents. PloS one Strategies for induction Статья of catalytic antibodies toward HIV - 1 glycoprotein gp120 in autoimmune prone mice. Molecular immunology Enzyme Catalysis in Organic Synthesis. Wiley - VCH Монография Создание Статья каталитических антител, метаболизирующих фосфорорганические молекулы. Kuznetsov NA, Pre - steady - state Статья Kozyr AV, Dronina kinetics of interaction of MA, Smirnov IV, wild - type and multiple Kaliberda EN, drug - resistant HIV Mikhailova AG, protease with first and Rumsh LD, second generation Fedorova OS, inhibitory drugs. Gabibov AG, Kolesnikov AV. ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ 1932 - 6203 4.092 ИБХ РАН 2011 Volume 47, 0161 - 5890 Issue 1, pp. 87 95 3.202 ИБХ РАН 2009 0 ИБХ РАН 2012 Биохимия Т. 77, №10, стр. 1139 1146. 0006 - 2979 0 ИБХ РАН 2012 Doklady. Biochemistry and biophysics Volume 440, Issue 1, pp 239 - 243 1607 - 6729 0.326 ИБХ РАН 2011 СП-2477.2013.4 5 11 12 13 © Smirnov IV, Carletti E, Kurkova IN, Mitkevich V, Belogurov AA Jr., Kuznetsov N, Reshetnyak A, Masson P, Ponomarenko N, Friboulet A, Tramontano A, Gabibov AG. Ivan Smirnov, Eugnie Carletti, Inna Kurkova, Florian Nachon, Yvain Nicolet, Vladimir Mitkevich, Hélè ne Débat, Bérang&#2 32;re Avalle, Alexey Belogurov Jr., Nikita Kuznetsov, Andrey Reshetnyak, Patrick Masson, Alexander Tonevitsky, Smirnov IV, Kurkova IN, Carletti E, Masson P, Belogurov AA Jr, Ponomarenko NA, Tramontano A, Friboulet A, Gabibov AG. ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ Antibody - encoded Тезисы primitive active site доклада mediates the conversion of organophosphorus compounds via covalent catalysis. 37th FEBS Congress. 0 ИБХ РАН 2012 Chemically selected Тезисы Immunoglobulin доклада variable domain with enzyme - like active site poised for covalent catalysis. 36th FEBS Congress. 3.538 ИБХ РАН 2011 Promiscuity of binding/ Тезисы catalysis of antibodies – доклада antidotes toward chemical weapons. 35th FEBS Congress. 3.129 ИБХ РАН 2010 СП-2477.2013.4 6 14 15 Zakharov, A. V.; Smirnov, I. V.; Serebryakova, M. V.; Dronina, M. A.; Kaznacheeva, A. V.; Kurkova, I. N.; Belogurov, A. A.; Friboulet, A.; Ponomarenko, N. A.; Gabibov, A. G.; Bobik, T. V. Kurkova, I. N.; Reshetnyak, A. V.; Durova, O. M.; Knorre, V. D.; Tramontano, A.; Friboulet, A.; Ponomarenko, N. A.; Gabibov, A. G.; Smirnov, I. V. Expression of catalytic Статья antibodies in eukaryotic systems MOLECULAR BIOLOGY Volume 45, No. 0026 - 8984 1, pp.74 - 81 0.658 ИБХ РАН 2011 Antibodies - antidotes against organophosphorus compounds DOKLADY BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS Volume 425, No. 1, pp.94 97 0.265 ИБХ РАН 2009 Статья 1607 - 6729 1.2. Результаты интеллектуальной деятельности участника конкурса: Общее количество: 3 № п/п 1 2 © Наименование объекта интеллектуальной собственности Вид объекта Патент Российской Федерации № 2392282 «СПОСОБ Изобретение ОЧИСТКИ РЕКОМБИНАНТНОГО ИНТЕРФЕРОНА - 1b» Патент Российской Федерации № 2426787 « Изобретение РЕКОМБИНАНТНАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pET32M/mTrx - rhIL - 11, КОДИРУЮЩАЯ ИНТЕРЛЕЙКИН - 11 ЧЕЛОВЕКА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ШТАММ Escherichia coli BL21 (DE3)/pET32M/mTrx - rhIL - 11 - ПРОДУЦЕНТ РЕКОМБИНАНТНОГО ИНТЕРЛЕЙКИНА - 11» ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ СП-2477.2013.4 Дата приоритета Территория (страна) 06.10.2008 Российская Федерация Охранный документ (патент, свидетельство о регистрации) 2392282 от 06.10.2008 18.06.2009 Российская Федерация 2426787 от 27.12.2010 Поставлен на бухгалтерский учет 7 3 Патент Российской Федерации № 2429008 «СПОСОБ Изобретение ОЧИСТКИ РЕКОМБИНАНТНОГО ФАКТОРА VIIа ЧЕЛОВЕКА» 22.09.2010 Российская Федерация 2429008 от 22.09.2010 Соискатель стипендии _______________________ / Смирнов И. В. / Научный руководитель (Руководитель лаборатории) _______________________ / Габибов А. Г. / © ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ СП-2477.2013.4 8 УТВЕРЖДЕНА Протокол заседания ученого (научного, научно-технического) совета организации № __ от "__" _________ 20__ г. Программа научных исследований и разработок получателя стипендии Президента Российской Федерации 1. Направление модернизации: Медицинские технологии, прежде всего диагностическое оборудование, а также лекарственные средства 2. Тема научного исследования: Создание новых биокатализаторов для нейтрализации токсичных веществ и патогенов методами рационального дизайна и высокопроизводительной селекции природных и синтетических комбинаторных библиотек антител и активных центров ферментов. 3. Характер научного исследования: Фундаментальный 4. Ключевые слова и словосочетания, характеризующие тематику научного исследования: биокатализ, клеточный дисплей, каталитические антитела, фосфорорганические токсины, нейтрализующие антитела, ВИЧ-1, биологические антидоты 5. Коды ГРНТИ, охватываемые научным исследованием: 31.27.17 - Биологическая химия. Энзимология 34.15.27 - Молекулярная биология. Генетическая инженерия 34.43.33 - Иммунология. Антитела 6. Сроки реализации проекта: 2013 - 2015 7. Формулировка решаемой проблемы: Методы комбинаторной химии и биологии позволили осуществить прорыв в современном дизайне лекарственных соединений и поиске биомишеней. Комбинаторный скрининг библиотек биомолекул нашел широкое применение в современной науке. Продукты, полученные с использованием методов дисплея библиотек нуклеиновых кислот (аптамеры к маркерам рака и VEGF (MucagenTM)) и фагового дисплея (антитело к TNF) являются перспективными медицинскими продуктами. Современные методы клеточного дисплея используют линии как прокариотических, так и эукариотических клеток. Тем не менее, необходимо подчеркнуть, что современные требования к созданию широких репертуаров биомолекул не могут быть удовлетворены лишь библиотеками на основе прокариотических систем, что связано с (i) проблемами правильного фолдинга сложных эукариотических белков, (ii) отсутствием гликозилирования, что часто сопряжено с потерей функциональной активности (бутирилхолинэстераза, ДНКаза) биокатализатора. В последние годы появилось множество примеров удачной экспрессии антител, ферментов и других биоактивных молекул в дрожжевых системах, это говорит об актуальности данного метода. Создание библиотек биомолекул на поверхности дрожжевых клеток описаны и успешно применяются в научных исследованиях (Rajpal et. al, 2005), однако комбинаторный скрининг биокатализаторов при помощи методов дрожжевого клеточного дисплея не реализован ни в одной лаборатории мира, что свидетельствует об уникальности предлагаемого исследования. Мы предлагаем существенно изменить системы комбинаторного скрининга и перейти к “двумерному скринингу”, а именно скрининг комбинаторной библиотеки антител или активного центра ферментов против библиотеки низкомолекулярных физиологически активных соединений. 8. Цели научного исследования: Создание метода получения новых биокатализаторов на основе © ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ СП-2477.2013.4 9 антител или ферментов методами клеточного дисплея. 9. Задачи научного исследования: Создать систему экспрессии каталитических антител и ферментов на поверхности дрожжевой клетки. Создать библиотеки каталитических антител на поверхности дрожжевых клеток. Провести всесторонний анализ структуры гидролитических ферментов, определить регионы потенциальные цели для создания комбинаторных библиотек. Отработка метода отбора библиотек представленных на поверхности клетки с использование высокопроизводительной системы FACS 10. Методы решения задач научного исследования: Основными методами решения задачи являются традиционные методы генной инженерии с внедрением современных методов создания комбинаторных библиотек. В работе будут использоваться методы клеточного дисплея и высокопроизводительного скрининга FACS. Также будут задействованы методы физико-химического анализа биомолекул включая методы анализа кристаллических структур антител и ферментов в сочетании современных расчетных методов квантового расчета и молекулярной динамики биологических систем. 11. Основное содержание научного исследования: Общая стратегия реализации проекта базируется на сочетании современных методов генетической инженерии, молекулярной биологии, энзимологии и физико-химических методов анализа биологических объектов. В качестве объектов исследования мы планируем создать библиотеки Fab-фрагментов антител на основе каталитического анти-фосфорорганического антитела A17 (Smirnov et al., PNAS, 2011), каталитических антител к поверхностному гликопротеину ВИЧ-1 gp120 (Durova et al., Mol Immunol, 2009) и библиотеки активного центра бутирилхолинэстеразы. Таким образом, мы предлагаем создать систему дисплея биокатализаторов на поверхности дрожжей Pichia Pastoris и разработать высокопроизводительный метод скрининга таких библиотек методом проточной цитофлуориметрии-сортинга (FACS). 12. Приоритетное направление развития науки, технологий и техники Российской Федерации, развитию которых способствуют результаты научного исследования: Науки о жизни 13. Критические технологии Российской Федерации, в которых возможно использование результатов научного исследования: Биокаталитические, биосинтетические и биосенсорные технологии 14. Планируемые показатели: № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 © Планируемые результаты работ Монографии Учебники и учебные пособия Статьи Тезисы докладов Количество публикаций в ведущих мировых научных изданиях, имеющих высокий индекс цитирования (индексируемых в базе данных Web of Science) Количество публикаций в российских отраслевых научных изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий (ВАК) Участие в зарубежных конференциях и семинарах Участие в отечественных конференциях и семинарах ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ СП-2477.2013.4 2013 1 0 1 2 1 Год 2014 0 0 1 2 1 2015 0 0 1 2 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 10 15. Календарный план работ: № этапа 1 Содержание НИР Сроки проведения 2 Разработка метода скрининга дрожжевых январь 2014 клеток с использованием проточной декабрь 2014 цитофлуориметрии. Отработка и валидация метода в эмульсионной системе вода/масло/вода. Создание библиотек биокатализаторов. 3 Скрининг библиотек биокатализаторов январь 2015 против набора флуоресцентных декабрь 2015 субстратов, разработанным ранее методом проточной цитофлуориметрии в эмульсии. Отбор положительных клонов. Создание экспрессионных штаммов на основе отобранных из библиотеки клонов. Экспрессия, очистка и структурно - функциональный анализ новых биокатализаторов. Создание универсальных генетических январь 2013 конструкций для экспрессии Fab декабрь 2013 фрагментов антител и ферментов на поверхности дрожжевых клеток. Создание линии клеток стабильно продуцирующей флуоресцентный белок во внутриклеточное пространство на основе дрожжевых клеток Pichia Pastoris. Анализ трансформантов, оценка уровня экспонированных на поверхности клеток антител/бутирилхолинэстеразы. Ожидаемые научные и (или) научно технические результаты Будут созданы универсальные вектора для экспрессии Fab - фрагментов антител на поверхности дрожжевых клеток. Генетические конструкции будут содержать гены константного домена тяжелой гамма - 1 цепи (первый константный регион) слитный с геном, кодирующим якорный альфа - аглютинин; константной легкой каппа цепи антитела человека. В генетических конструкция буду предусмотрены уникальные сайта рестрикции, позволяющие интегрировать любые вариабельные домены соответствующих цепей. Будет разработана система скрининга индивидуальных клеток методом проточной цитофлуориметрией - сортингом (FACS). Для адаптации метода для скрининга биокатализаторов будет использована в эмульсионной системе вода/масло/вода. Разработанный метод может быть использован как для скрининга библиотек биокатализаторов, так и для фундаментальных исследований биохимических процессов проходящих в примембранной области. Будет проведен скрининг библиотек биокатализаторов с последующим всесторонним структурно - функциональным анализом отобранных клонов. В результате отбора могут быть получены биокатализаторы с улучшенными кинетическими характеристиками и специфичностью. Соискатель стипендии _______________________ / Смирнов И. В. / Научный руководитель (Руководитель лаборатории) _______________________ / Габибов А. Г. / © ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ СП-2477.2013.4 11