Научные достижения и разработки

1. Биофизические механизмы регуляции активности белков
— Выявлен механизм регуляции активности протеома через структурно-динамические изменения белков при сохранении их состава.
— Разработана схема сопряжения внутримолекулярной динамики, конформации и функциональной активности белка.
— Установлены оптимальные параметры амплитуды и частоты равновесных движений структуры белка.
— Разработана флуктуационная модель фермент-субстратных взаимодействий, учитывающая внутримолекулярную динамику.
— Обнаружены новые механизмы влияния ионной силы и pH на активность ферментов.

2. Структурные состояния белков и их динамика
— Экспериментально обоснована концепция существования белков в термодинамически стабильных частично свернутых состояниях.
— Разработан метод исследования медленной внутримолекулярной динамики мембранных белков in situ.
— Установлены различия в динамике периферических и интегральных белков эритроцитарных мембран.
— Показана роль медленной внутримолекулярной динамики мембранных белков в клеточной сигнализации.
 Выявлена связь изменений внутримолекулярной динамики мембранных белков с
развитием патологий (онкология, аутоиммунные заболевания, катаракта).

3. Разработка методов анализа и исследования биомолекул
— Разработан метод анализа продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в биологических мембранах in situ.
— Проведен ингибиторный анализ сериновых протеаз и их влияния на агрегацию тромбоцитов.
— Обнаружено снижение способности к протеазо-индуцированной агрегации тромбоцитов у беременных с гестозом.

4. Дендримеры и наноматериалы в биомедицинских исследованиях
— Установлены механизмы взаимодействия дендримеров с белками, включая электростатические эффекты.
— Исследовано влияние дендронизированных золотых наночастиц на структурные и функциональные свойства белков плазмы крови.
— Выявлены механизмы взаимодействия дендримеров с проапоптотическими миРНК для генной терапии рака.
— Продемонстрирована возможность использования карбосилановых и фосфорных дендримеров для доставки антивирусных ОДН и миРНК против ВИЧ.
— Исследованы возможности дендримеров для связывания эндогенных и экзогенных токсинов, включая билирубин.
— Установлена антимикробная активность полилизиновых дендримеров против бактерий и грибков.
— Разработан подход замены нескольких внутренних слоёв дендримера на макроциклические соединения с целью снижения стоимости синтеза и повышения эффективности связывания миРНК

5. Применение наноматериалов в медицине
— Разработана наноплатформа на основе графена, оксида железа и салициловой кислоты с противовоспалительным эффектом.
— Показано избирательное накопление амфифильных дендронов с миРНК в клетках колоректального рака.
— Выявлен синергетический эффект цитостатических химиопрепаратов и комплексов миРНК с фосфорными дендримерами.
— Полипептидные наноматериалы на основе аминокислот способны доставлять миРНК в раковые клетки.
— Продемонстрированы протекторные свойства липосомальных форм растительных экстрактов для мононуклеарных клеток периферической крови.
— Установлена эффективность металлодендримеров Cu(II)-ПАМАМ Г5 для доставки миРНК в клетки лейкоза с синергетическим цитотоксическим эффектом.

1. Мажуль В.М., Галец И.В., Зайцева Е.М., Щербин Д.Г., Чекина А.Ю., «Способ защиты глаза от фотоповреждений», патент BY 9799 С1 от 2007.10.30.;
2. Мажуль В.М., Черновец Т.С., Сидоренко В.И., Пискунова И.П. «Способ определения степени тяжести гестоза», патент BY 10282 С1 от 2008.02.28.;
3. Мажуль В.М., Галец И.В., Щербин Д.Г., Чекина А.Ю. «Способ диагностики возрастной катаракты», патент BY 16103 С1 от 2011.02.28.;
4. Кабашникова Л.Ф., Абрамчик Л.М., Щербин Д.Г., Деревинский А.В., Самусь В.А., Левшунов В.А., Круль Л.П., Фомина Е.К., «Состав для укоренения черенков плодовых культур», патент BY 16462 С1 от 2012.10.30.;
5. «Способ прогнозирования гестоза и степени его тяжести» внедрен в отделение акушерства 6-ой клинической больницы г. Минска в январе 2005 г.;
6. Разработка «Фосфоресцентный способ изучения внутримолекулярной динамики белков» внедрена в Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН (лаборатория ферментных систем) в январе 2005 г.;
7. Разработка «Исследование закономерностей функциональных и денатурационных переходов белков в частично-свернутые состояния» внедрена в Институт биоорганической химии НАН Беларуси (лаборатория химии белковых гормонов) в январе 2005 г.;
8. Разработка «Фосфоресцентный способ изучения внутримолекулярной динамики белков» внедрена в Саратовский государственный технический университет (лаборатория спектрального анализа) в июне 2005 г., в Институт цитологии РАН (группа структурной динамики и фолдинга белка) в июне 2005 г.;
9. Разработка «Метод триптофановой фосфоресценции при комнатной температуре» внедрена в Институт физики НАН Беларуси (лаборатория физики инфракрасных лучей) в феврале 2006 г.;
10. Разработка «Концепция о существовании белков во множестве частично-свернутых состояний» внедрена в Саратовский государственный технический университет (лаборатория спектрального анализа) в мае 2006 г.;
11. «Способ диагностики гестоза и определения степени его тяжести» внедрен в отделение патологии беременности 1-ой городской клинической больницы г. Минска в апреле 2007 г.;
12. «Способ защиты тканей глаза от фотоповреждений» внедрен в учебный процесс (лекции, практические занятия) кафедры глазных болезней БГМУ (г. Минск) в декабре 2007 г.;
13. Разработка «Внутримолекулярная динамика альбумина плазмы крови в нативном состоянии и при действии физико-химических факторов» внедрена в научный процесс Института физиологии НАН Беларуси с февраля 2008 г.;
14. «Методика формирования комплексов на основе смеси суспензий (коктейлей) малых интерференционных РНК (миРНК) с различными дендримерами и анализ их проапоптотического действия на жизнеспособность раковых клеток с использованием резазурина», акт внедрения № 0304/14-39-2017.
15. «Методика формирования комплексов на основе смеси суспензий (коктейлей) малых интерференционных РНК (миРНК) с различными дендримерами и анализ их проапоптотического действия на жизнеспособность раковых клеток с использованием резазурина», акт внедрения в НИЛ биоаналитических систем, кафедра биофизики физического факультета, Белорусский государственный университет от 09.10.2017.
16. Инструкция по применению «Метод определения содержания циркулирующих опухолевых клеток в периферической крови у пациентов, страдающих злокачественными новообразованиями эпителиальной природы», рег.номер 191.1–1220, от 28.01.2021.
17. Инструкция по применению «Метод определения содержания циркулирующих раковых стволовых клеток в периферической крови у пациентов, страдающих злокачественными новообразованиями эпителиальной природы», рег.номер 191.2–1220, от 28.01.2021

В учебный процесс внедрены разработки:
1. Разработка «Фосфоресцентный анализ внутримолекулярной динамики щелочной фосфатазы Escherichia coli» внедрена в учебный процесс кафедры биофизики Белгосуниверситета и используются при чтении спецкурсов «Молекулярная биофизика» и «Спектрально-физические методы исследования биообъектов» с сентября 2004 г.
2. Разработка «Люминесцентный метод анализа структурно-динамического состояния белков ткани хрусталика при возрастной катаракте» внедрена в учебный процесс (лекции, практические занятия) кафедры глазных болезней БГМУ (г. Минск) в сентябре 2004 г.
3. Разработка «Концепция о роли частично-свернутых состояний белков ткани хрусталика в патогенезе катаракты» внедрена в учебный процесс (лекции, практические занятия) кафедры глазных болезней БГМУ (г. Минск) в декабре 2006 г.
4. Разработка «Способ диагностики гестоза и определения степени его тяжести» внедрена в учебный процесс (лекции) кафедры акушерства БГМУ (г. Минск) в апреле 2007 г.
5. Разработка «Внутримолекулярная динамика альбумина плазмы крови в нативном состоянии и при связывании лигандов» внедрена в учебный процесс кафедры биофизики Белгосуниверситета и используются при чтении спецкурсов «Протеомика» с октября 2007 г.
6. Разработка «Дендримеры и их применение в биологии и медицине» внедрена в учебный процесс кафедры биофизики БГУ в 2011 г. и используется при чтении лекционного курса по дисциплинам «Биопреобразователи и нанобиоматериалы» и «Нанобиотехнологии».
7. Разработка «Эффект совместного действия цитостатических химиопрепаратов и малых некодирующих РНК, доставляемых дендримерами и дендример-подобными векторами при терапии злокачественных новообразований», внедрена в учебный процесс кафедры общей и медицинской физики МГЭИ им. А.Д. Сахарова БГУ от 01.11.2019.
8. Разработка «Функционализированные наночастицы золота и серебра как потенциальные невирусные векторы в генетической терапии злокачественных новообразований» внедрена в учебный процесс кафедры общей и медицинской физики МГЭИ им. А.Д. Сахарова БГУ от 01.11.2019.
9. Разработка «Dendronized Silver nanoparticles as carriers of siRNA in cancer diseases» внедрена в учебный процесс кафедры общей биофизики Лодзьского Университета (г. Лодзь, Польша) от 10.12.2019.
10. Разработка «Функционализированные наночастицы золота и серебра как потенциальные невирусные векторы в генетической терапии злокачественных новообразований» внедрена в учебный процесс МГЭИ им. А.Д. Сахарова БГУ от 27 января
2020 г.
11. Разработка «Эффект совместного действия цитостатических химиопрепаратов и малых некодирующих РНК, доставляемых дендримерами и дендример-подобными векторами при терапии злокачественных новообразований» внедрена в учебный процесс МГЭИ им. А.Д. Сахарова БГУ 27 января 2020 г.
12. Разработка «Метод анализа взаимодействия наноцветов с биомолекулами» внедрена в учебный процесс БГУ 8 сентября 2020 г.
13. Разработка «Метод исследования свойств наноразмерных структур, образуемых амфифильными дендронами» внедрена в курс лекций по дисциплине «Нанобиосенсоры и нанобиоэлектроника» на кафедре биофизики физического факультета БГУ от 3 марта 2021 г.
14. Разработка «Тиакаликсарены, функционализированные катионными дендронами, как невирусные векторы малых РНК» внедрена в учебный процесс факультета экологической медицины МГЭИ им. А.Д. Сахарова БГУ в дисциплину «Иммунобиотехнология». Акт внедрения результатов НИР в учебный процесс от 13.02.2024