Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

Целентеразин-зависимые люциферазы как аналитический инструмент 
для фундаментальных и прикладных исследований
Красицкая В.В., Башмакова Е.Е., Кудрявцев А.Н., Франк Л.А.
Институт биофизики СО РАН, Красноярск, Россия
Люциферазы многих морских светящихся организмов, сильно различающиеся по 
структуре и механизму реакций, катализируют окисление одного и того же субстрата 
– целентеразина либо его аналогов. Люциферазами особого типа являются Са
2+
-регули-
руемые фотопротеины, представляющие стабильный нековалентный комплекс полипеп-
тид-кислород-целентеразин, биолюминесценция которого возникает в виде однократной 
яркой вспышки при присоединении ионов Са
2+
. Доступность и простое строение целен-
теразин-зависимых люцифераз, стабильность при хранении и химических и генно-
инженерных модификациях, высокий квантовый выход биолюминесцентной реакции 
определяют перспективность их применения как репортерных молекул в различных 
аналитических системах.
Биолюминесценция обелина – фотопротеина гидроидного полипа 
Obelia longissima
, 
при насыщающих концентрациях Са
2+
характеризуется практически неограничен-
ным линейным диапазоном зависимости величины светового потока от содержания 
белка. Направленным мутагенезом получены варианты обелина с измененными 
спектрами излучения, кинетикой реакции, а также в виде гибридов с биоспецифиче-
скими молекулами. Химические коньюгаты обелина с антителами и олигонуклеотидами 
использовали для высокочувствительного выявления ряда диагностически значимых 
мишеней, в том числе и в клинических образцах в иммуно- и гибридизационном анализе, 
а также при выявлении однонуклеотидных полиморфизмов. Генетический гибрид стреп-
тавидин-обелин является меткой при выявлении любых молекул, имеющих биотиновый 
фрагмент, а гибрид белок А-обелин был успешно использован для выявления иммуно-
глобулинов и изучения их аффинности. На основе биолюминесцентного сигнала обели-
новых репортеров разработан способ быстрого мониторинга селекса и оценки аффин-
ности ДНК аптамеров.
Разработанный твердофазный биолюминесцентный способ на основе РНК или ДНК
аптамерной сенсорики использовали при выявлении патогенных анти-ОБМ аутоан-
тител в крови пациентов страдающих рассеянным склерозом, а также при определении 
мишеней, циркулирующих в крови пациентов при раке легкого.
Гибридные белки, включающие люциферазу мягкого коралла 
Renilla muelleri
и анти- 
тела к различным мишеням, обладают высокой чувствительностью при выявлении со- 
ответствующих антигенов. На основе гибрида с вариабельными доменами антитела
к вирусу клещевого энцефалита разработан и успешно использован биолюминес-
центный способ обнаружения этого вируса в образцах клещей. Испытания этого 
способа при анализе около тысячи клещевых экстрактов показали его надежность (с чув- 
ствительностью 89,5% и специфичностью 98,9%).
Возможность проведения анализа в высокопроизводительном микропланшетном 
варианте, доступность и высокая чувствительность люциферазных меток делают
их удобным инструментом для фундаментальных и прикладных исследований.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
182