Научные интересы

Основные научные интересы Шенкарева З.О. лежат в области структурной биологии и биофизики мембран. Методами ЯМР-спектроскопии и криоэлектронной микроскопии проводятся фундаментальные и прикладные исследования структуры и динамики мембранных белков, мембраноактивных пептидов, антибиотиков, а также исследования лиганд-рецепторных взаимодействий. Разработан ряд новых методов исследования мембранных биомолекул, предложена новая мембраноподобная среда – липид-белковые нанодиски для структурных исследований. Исследованы механизмы взаимодействия лиганд-рецептор в потенциал-зависимых Na+ и K+ каналах, охарактеризована структура и динамика отдельных потенциал-чувствительных доменов каналов. Впервые методом ЯМР-спектроскопии определена структура комплекса потенциал-чувствительного домена Na+ канала с токсином-ингибитором, показана важная роль липидной мембраны в этом взаимодействии. С использованием методов структурной биологии исследована структура, динамика и функциональная активность ряда лигандов никотиновых ацетилхолиновых рецепторов: белков человека Lynx1, Lynx2, SLURP-1, SLURP-2, Lypd6a и Lypd6b, токсина WTX из яда кобры. Установлены химические и пространственные структуры и предложены механизмы действия для нескольких семейств антибиотиков и защитных (в том числе антимикробных) пептидов эукариот. Предложен набор новых методов 15N-ЯМР-спектроскопии для анализа химической структуры и таутомерных превращений в азотсодержащих гетероциклических соединениях.

Научные публикации

Tyurin AP, Alferova VA, Paramonov AS, Shuvalov MV, Kudryakova GK, Rogozhin EA, Zherebker AY, Brylev VA, Chistov AA, Baranova AA, Biryukov MV, Ivanov IA, Prokhorenko IA, Grammatikova NE, Kravchenko TV, Isakova EB, Mirchink EP, Gladkikh EG, Svirshchevskaya EV, Mardanov AV, Beletsky AV, Kocharovskaya MV, Kulyaeva VV, Shashkov AS, Tsvetkov DE, Nifantiev NE, Apt AS, Majorov KB, Efimova SS, Ravin NV, Nikolaev EN, Ostroumova OS, Katrukha GS, Lapchinskaya OA, Dontsova OA, Terekhov SS, Osterman IA, Shenkarev ZO, Korshun VA. Gausemycins A,B: Cyclic Lipoglycopeptides from Streptomyces sp.*. Angew Chem Int Ed Engl. 2021 Aug 16;60(34):18694-18703. doi: 10.1002/anie.202104528. Epub 2021 Jun 22. PMID: 34009717.
Paramonov AS, Kocharovskaya MV, Tsarev AV, Kulbatskii DS, Loktyushov EV, Shulepko MA, Kirpichnikov MP, Lyukmanova EN, Shenkarev ZO. Structural Diversity and Dynamics of Human Three-Finger Proteins Acting on Nicotinic Acetylcholine Receptors. Int J Mol Sci. 2020 Oct 1;21(19):7280. doi: 10.3390/ijms21197280. PMID: 33019770; PMCID: PMC7582953
Myshkin MY, Männikkö R, Krumkacheva OA, Kulbatskii DS, Chugunov AO, Berkut AA, Paramonov AS, Shulepko MA, Fedin MV, Hanna MG, Kullmann DM, Bagryanskaya EG, Arseniev AS, Kirpichnikov MP, Lyukmanova EN, Vassilevski AA, Shenkarev ZO. Cell-Free Expression of Sodium Channel Domains for Pharmacology Studies. Noncanonical Spider Toxin Binding Site in the Second Voltage-Sensing Domain of Human Na(v)1.4 Channel. Front Pharmacol. 2019;10:953
Männikkö R, Shenkarev ZO, Thor MG, Berkut AA, Myshkin MY, Paramonov AS, Kulbatskii DS, Kuzmin DA, Sampedro Castañeda M, King L, Wilson ER, Lyukmanova EN, Kirpichnikov MP, Schorge S, Bosmans F, Hanna MG, Kullmann DM, Vassilevski AA. Spider toxin inhibits gating pore currents underlying periodic paralysis. Proc.Natl. Acad. Sci. USA. 2018 115(17):4495-4500. doi: 10.1073/pnas.1720185115
Shenkarev ZO, Lyukmanova EN, Butenko IO, Petrovskaya LE, Paramonov AS, Shulepko MA, Nekrasova OV, Kirpichnikov MP, Arseniev AS. Lipid-protein nanodiscs promote in vitro folding of transmembrane domains of multi-helical and multimeric membrane proteins. BBA – Biomembranes, 2013, 1828, 776-784
E.N. Lyukmanova, Z.O. Shenkarev, N.F. Khabibullina, G.S. Kopeina, M.A. Shulepko, A.S. Paramonov, K.S. Mineev, R.V. Tikhonov, L.N. Shingarova, L.E. Petrovskaya, D.A. Dolgikh, A.S. Arseniev, and M.P. Kirpichnikov. «Lipid-protein nanodiscs for cell-free production of integral membrane proteins in a soluble and folded state: comparison with detergent micelles, bicelles and liposomes» BBA – Biomembranes, 2012, 1818, 349–358
Shenkarev ZO, Paramonov AS, Lyukmanova EN, Shingarova LN, Yakimov SA, Dubinny MA, Chupin VV, Kirpichnikov MP, Blommers MJJ, Arseniev AS. NMR Structural and Dynamic Investigation of the Isolated Voltage-Sensing Domain of the potassium channel KvAP: Implications for Voltage-Gating. J.Am.Chem.Soc. (2010) 132(16):5630-5637
Shenkarev ZO, Lyukmanova EN, Paramonov AS, Shingarova LN, Chupin VV, Kirpichnikov MP, Blommers MJJ, Arseniev AS. Lipid-Protein Nanodiscs as Reference Medium in Detergent Screening for High-Resolution NMR Studies of Integral Membrane Proteins. J.Am.Chem.Soc. (2010) 132(16):5628-5629
EN Lyukmanova, ZO Shenkarev, AS Paramonov, AG Sobol, TV Ovchinnikova, VV Chupin, MP Kirpichnikov, MJJ Blommers, AS Arseniev. Lipid-Protein Nanoscale Bilayers: a Versatile Medium for NMR Investigations of Membrane Proteins and Membrane-active peptides. J Am Chem Soc (2008) 130:2140-2141
ZO Shenkarev, KD Nadezhdin, VA Sobol, AG Sobol, L Skjeldal, AS Arseniev “Conformation and mode of membrane interaction in cyclotides. Spatial structure of kalata B1 bound to a dodecylphosphocholine micelle” FEBS Journal (2006), 273, 2658-2672

Премии и награды

Медаль академика Ю.А.Овчинникова от общества Биотехнологов России, 2009 год. Тема исследования: «Липид-белковые нанодиски – универсальная среда для стабилизации, ренатурации и структурных исследований мембранных белков и мембраноактивных пептидов».
Медаль Российской академии наук с премией для молодых ученых РАН, 2009 год. Тема исследования «Структура и молекулярные механизмы взаимодействия биологически активных пептидов с мембранами клеток и мембранными рецепторами»

Персональные профили исследователя

Web of Science: P-1808-2015
Scopus: 7801695075
РИНЦ:
ORCID: 0000-0003-1383-3522
MathSciNet: