Клинов Дмитрий Владимирович

Различные графитовые материалы либо уже используются, или считается, что их применение предпочтительно в медико-биологических задачах, например, в качестве биоматериалов или подложек для датчиков. Большинство из этих применений связаны с важными вопросами, такими как биосовместимость, с решением проблемы адсорбции белковых молекул и, в частности, конформационного состояния молекул адсорбированного белка на графите. При помощи АСМ высокого разрешения мы показали, что поверхность высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ) индуцирует денатурацию четырех белков плазмы крови человека, таких как ферритин, фибриноген, человеческий сывороточный альбумин (ЧСА) и иммуноглобулин (IgG). Денатурации белка сопровождается уменьшением высоты белковых глобул и растеканием денатурированной части белковой молекулы по поверхности. В противоположность этому, модификация графита амфифильными олигоглицинами с углеводородными хвостами, приводящая к формированию монослоя, сохраняет нативную конформацию белковых молекул, и обеспечивает более мягкие условия для адсорбции белка по сравнению с обычно используемой слюдой. Денатурация белка на графите может иметь универсальный характер для "мягких" глобулярных белков.
Мы показали, что белки, адсорбированные на поверхности могут влиять на взаимодействие этой поверхности с клетками. В данном исследовании мы изучали связывание человеческого сывороточного альбумина (HSA), фибриногена (ВБР) и иммуноглобулина G (IgG) с пегилированными одностенными углеродными нанотрубками (ПЭГ -ОУНТ) и оценивали влияние ПЭГ-ОСУНТ, обработанных этими белками на нейтрофилы в образцах цельной крови. Измерения параметров адсорбции показали жесткое связывание белков с ПЭГ- ОСУНТ. АСМ был использован для непосредственного наблюдения связывания белка с боковыми стенками ПЭГ- ОСУНТ. Мы использовали меченные флуоресцеином IgG, для установления стабильности ПЭГ-ОУНТ-IgG комплексов в плазме крови. При добавлении в образцы крови ОСУНТ с белками, все перечисленные белки плазмы смягчали повреждения нейтрофилов и повреждения наблюдали только после облучения крови. Наши данные демонстрируют способность адсорбированных белков плазмы влиять на реакцию нейтрофилов, вызванную присутствием ПЭГ- ОУНТ в цельной крови.

1. Morozova OV, Sokolova AI, Pavlova ER, Isaeva EI, Obraztsova EA, Ivleva EA, Klinov DV. Protein nanoparticles: cellular uptake, intracellular distribution, biodegradation and induction of cytokine gene expression. Nanomedicine. 2020 Nov;30:102293. doi: 10.1016/j.nano.2020.102293. Epub 2020 Aug 25. PMID: 32853784.
2. Klinov DV, Protopopova AD, Andrianov DS, Litvinov RI, Weisel JW. An Improved Substrate for Superior Imaging of Individual Biomacromolecules with Atomic Force Microscopy. Colloids Surf B Biointerfaces. 2020 Dec;196:111321. doi: 10.1016/j.colsurfb.2020.111321. Epub 2020 Aug 16. PMID: 32841787.
3. Konopsky V, Mitko T, Aldarov K, Alieva E, Basmanov D, Moskalets A, Matveeva A, Morozova O, Klinov D. Photonic crystal surface mode imaging for multiplexed and high-throughput label-free biosensing. Biosens Bioelectron. 2020 Nov 15;168:112575. doi: 10.1016/j.bios.2020.112575. Epub 2020 Sep 1. PMID: 32892115.
4. Reshetnikov RV, Stolyarova AV, Zalevsky AO, Panteleev DY, Pavlova GV, Klinov DV, Golovin AV, Protopopova AD. A coarse-grained model for DNA origami. Nucleic Acids Res. 2018 Feb 16;46(3):1102-1112. doi: 10.1093/nar/gkx1262. PMID: 29267876; PMCID: PMC5814798.
5. Dubrovin EV, Barinov NA, Schäffer TE, Klinov DV. In Situ Single-Molecule AFM Investigation of Surface-Induced Fibrinogen Unfolding on Graphite. Langmuir. 2019 Jul 30;35(30):9732-9739. doi: 10.1021/acs.langmuir.9b01178. Epub 2019 Jul 18. PMID: 31282164.
6. Morozova OV, Pavlova ER, Bagrov DV, Barinov NA, Prusakov KA, Isaeva EI, Podgorsky VV, Basmanov DV, Klinov DV. Protein nanoparticles with ligand-binding and enzymatic activities. Int J Nanomedicine. 2018 Oct 18;13:6637-6646. doi: 10.2147/IJN.S177627. PMID: 30425479; PMCID: PMC6202000.
7.Kasumov AY, Kociak M, Guéron S, Reulet B, Volkov VT, Klinov DV, Bouchiat H. Proximity-induced superconductivity in DNA. Science. 2001 Jan 12;291(5502):280-2. doi: 10.1126/science.291.5502.280. PMID: 11209072.