Направления деятельности НИЛ
НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»
- изучение молекулярных механизмов совместного действия биологически активных соединений на физико-химическом и клеточном уровнях (Спектрофлюориметрия, лазерная конфокальная сканирующая микроскопия, ПЦР-диагностика, цитофлюориметрия),
- изучение структуры и термодинамики комплексообразования биомолекул, включая биополимеры, различными экспериментальными методами (спектроскопия в ультрафиолетовой и видимой области, инфракрасная спектроскопия, ЯМР-спектроскопия, лазерная корреляционная спектроскопия, изотермическая титрационная калориметрия, дифферециальная сканирующая калориметрия, кондуктометрия, молекулярное моделирование на суперкомпьютере),
- геномная биоинформатика морских организмов
- изучение состава, микроструктуры и микромеханики клеточных систем (атомно-силовая, сканирующая электронная микроскопии, спектроскопия комбинационного рассеяния (рамановская спектроскопия), жидкостная и газовая хроматографии, атомно-абсорбционная спектроскопия)
Научный руководитель лаборатории
Евстигнеев Максим Павлович – доктор физико-математических наук (03.00.02 - биофизика), профессор, директор Института перспективных исследований. Член Русского Географического Общества, член Американского химического общества, действительный член (член Президиума) Крымской Академии наук. Руководитель научной школы, признанной в качестве «ведущей научной школы РФ» (НШ-5889.2018.3). Автор более 400 научных работ, 10 монографий, 10 патентов и авторских свидетельств. Индекс Хирша по БД Scopus, H=26.
ORCID ID 0000-0002-1964-803X, ResearcherID: A-5189-2014.
Сотрудники НИЛ
Бучельников Анатолий Сергеевич, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Веляев Юрий Олегович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Дегтяр Ирина Викторовна, младший научный сотрудник НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Дейнеко Вадим Дмитриевич, инженер НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Меджитов Руслан Айдерович, младший научный сотрудник НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Мосунов Андрей Алексеевич, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Рубцова Светлана Ивановна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика», член-корреспондент Крымской академии наук;
Степанов Алексей Владимирович, младший научный сотрудник НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Шупова Елизавета Витальевна, инженер НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика»;
Наиболее значимые научные результаты
- создание теории интерцепторно-протекторного действия комбинаций
ДНК-связывающихся препаратов как одной из базовых теорий в области молекулярной биофизики, объясняющих на фундаментальном уровне экспериментальные корреляции наблюдаемого in vitro биологического эффекта и физико-химических параметров нековалентного комплексообразования для различных комбинаций биологически активных соединений ДНК-направленного действия. В данной теории впервые для класса
ДНК-связывающихся лигандов в общем случае N+1-компонентной системы рассмотрена кооперация интерцепторного (образование гетеро-комплексов лигандов) и протекторного (конкуренция лигандов за места связывания) механизмов действия, позволившее скорректировать современные представления о роли этих факторов в экспериментально наблюдаемом биологическом синергизме при совместном использовании различных препаратов in vitro, а также установить и верифицировать функциональную взаимосвязь между параметрами, измеряемыми в независимых физико-химических экспериментах
и биологическим откликом, измеряемым в эксперименте. Этот результат сформировал научный базис под существующие эмпирические методы манипулирования биологическим эффектом ДНК-связывающихся лигандов in vitro [обзор в Progress in Biophysics
and Molecular Biology.
149 (2019) 131];
- теоретическое и экспериментальное обобщение многокомпонентного комплексообразования биомолекул в водной среде, учитывающее гомо-
и гетероассоциацию молекул N
различных типов, принадлежащих к классу ароматических соединений, а также формирование всевозможных по составу и размеру линейных агрегатов. Этот результат позволил впервые описать эффект управляемого повышения растворимости витамина B2 в смеси разнородных гидротропных агентов, а также управляемой диссоциации биологически значимых комплексов антибиотика доксорубицина и витамина B2 в присутствии кофеина [обзоры в International Reviews in Physical Chemistry.
33 (2014) 229; Physical Chemistry Chemical Physics.
21 (2019) 7717],
- обнаружение нового класса функциональных молекул – фуллеренов C60 – выполняющих роль молекул-интерцепторов, модулирующих медико-биологический эффект ДНК-связывающихся препаратов in vitro и in vivo. На основании теории интерцепторно-протекторного действия была предсказана вероятность образования стабильных неспецифических комплексов ДНК-связывающихся соединений с кластерами фуллерена C60 в водной среде, индуцирующих концентрационно-зависимое изменение биологического эффекта препарата при его введении in vitro в смеси с фуллереном. Данный эффект нашел экспериментальное подтверждение для различных типов лекарственных соединений ДНК-направленного действия (доксорубицин, ландомицин А, берберин, цисплатин и др.), указал на принципиальную возможность инжиниринга новых лекарственных форм некоторых классических лекарственных препаратов, и с 2013 г. сформировал нишу в мировой науке, связанную с изучением нековалентных комплексов различных производных фуллерена с биологически активными соединениями [обзор
в Biomedical Nanomaterials. Part II, Springer (2022)];
- решение проблемы декомпозиции полной энергии образования различных типов комплексов лигандов с нуклеиновыми кислотами на составляющие, соответствующие вкладу различных физико-химических факторов в водной среде. Впервые задачу декомпозиции удалось решить для большого числа различных типов комплексов (включающих интеркаляционное и желобочное связывание лигандов с ДНК и РНК, а также стэкинг-комплексы малых молекул) и типов молекул (классические ароматические красители, мутагены, антибиотики, витамины и др.) в рамках единой методологии, комбинирующей эмпирические и полуэмпирические расчетные методы, и с наиболее полным набором влияющих физических факторов. Доказан общесистемный компенсационный характер вкладов различных физико-химических факторов в изменение свободной энергии Гиббса в водной среде, а также выявлены факторы, дающие доминирующий вклад в зависимости от типа комплекса. На основе проведенного энергетического анализа была впервые обнаружена корреляция суммарного изменения числа водородных связей с показателем биологической активности лиганда ID50
применительно к классу лигандов, связывающихся в малый желобок ДНК, указывающая на возможность инжиниринга новых типов лигандов с улучшенными медико-биологическими свойствами. [обзор в Application of Computational Techniques in Pharmacy and Medicine. Springer
(2014)],
- теоретическое предсказание существования наиболее короткой из известных гексамерной шпильки ДНК d(GCGAGC), имеющей потенциал для использования
в качестве элементарной ячейки молекулярной памяти вычислительных устройств нового поколения. [Biopolymers. 93 (2010) 1023; Journal of Molecular Structure. 1027 (2012) 124].
Гранты
Грант Президента РФ на государственную поддержку ведущих научных школ РФ № НШ-5889.2018.3 «Структура и термодинамика комплексообразования фуллерена С60 с биологически активными соединениями в водной среде» (2018-2019).
Научный проект № FEFM-2020-0003 «Молекулярные механизмы взаимодействия биологически важных молекул, включая синтетические наночастицы, и их проявление на клеточном и организменном уровнях» в рамках государственного задания в сфере научной деятельности (2020-2022).
Грант РФФИ № 20-03-00046 «Повышение биосовместимости и трибологических характеристик сверхвысокомолекулярного полиэтилена с применением плазмы газового разряда и вакуумного ультрафиолетового излучения» (2020-2022).
Грант РНФ № 21-13-00498 «Экологически безопасные и высокоэффективные противообрастающие покрытия на основе бикомпонентных наночастиц металлов и их оксидов» (2021-2023).
Грант РНФ 22-23-01066 Разработка фотосенсибилизаторов для pH-контролируемой фотодинамической терапии рака с использованием аптамер-сопряженных производных фуллерена (2022-2023)
Научный проект № FEFM-2023-0005 «Фотобиофизический мониторинг окружающей среды на основе спектрально-флуоресцентных свойств структурно-организованных молекулярных (включая наночастицы) и супрамолекулярных биологически важных систем» в рамках государственного задания в сфере научной деятельности (2023-2025).
Грант РНФ 23-24-00007 Многолетняя изменчивость биомассы зоопланктона мирового океана (2023-2024)
Грант РНФ № 23-73-00130 «pH/АТФ-зависимая активация конъюгатов ДНК-аптамеров с эндофуллеренами для тераностики рака» (2023-2026)
№25-22-00085 Природа гидрофобного эффекта в полярных жидкостях – теория коррелированных состояний 2025-2026
№25-27-00404 Моделирование влияния климатогенных аномалий на сезонную динамику биолюминесцентного потенциала верхнего слоя моря 2025-2026
Публикации.
1. Salo V.A., Buchelnikov A.S., Evstigneev M.P. Interceptor potential of C60 fullerene aqueous solution: A comparative analysis using the example of the antitumor antibiotic mitoxantrone // Eur. Biophys. J. 2022. 51(3). P. 297–307.
2. Prylutskyy Yu., Matyshevska O., Prylutska S., Grebinyk A., Grebinyk S., Evstigneev M., Skivka L., Cherepanov V., Senenko A., Stoika R., Ritter U., Scharff P., Dandekar T., Frohme M. A novel water-soluble C60 fullerene-based nano-platform enhances efficiency of anticancer chemotherapy // Biomedical Nanomaterials. - 2022. - P. 59 - 93.
3. Buchelnikova V.A., Rogozhin E.A., Barashkova A.S., Buchelnikov A.S., Evstigneev M.P. C60 fullerene clusters stabilize the biologically inactive form of topotecan // Chemical Research in Toxicology. - 2022. - Vol. 35. - P. 1482 - 1492.
4. Horak I., Prylutska S., Krysiuk I., Luhovskyi S., Hrabovsky O., Tverdokhleb N., Franskevych D., Rumiantsev D., Senenko A., Evstigneev M., Drobot L., Matyshevska O., Ritter U., Piosik J., Prylutskyy Y. Nanocomplex of Berberine with C60 Fullerene is a Potent Supressor of Lewis Lung Carcinoma Cells Invasion In Vitro and Metastatic Activity In Vivo // Materials. - 2021. - Vol. 14. - 6114.
5. Grebinyk A., Prylutska S., Grebinyk S., Evstigneev M., Krysiuk I., Skaterna T., Horak I., Sun Y., Drobot L., Matyshevska O., Prylutskyy Y., Ritter U., Frohme M. Antitumor efficiency of the natural alkaloid berberine complexed with C60 fullerene in Lewis lung carcinoma in vitro and in vivo // Cancer Nanotechnology. - 2021. - Vol. 12. - 24.
6. Sukhodub L.B., Sukhodub L.F., Kumeda M.O., Prylutskyy Yu.I., Pogorielov M.V., Evstigneev M.P., Kostjukov V.V., Strutynska N.Y., Vovchenko L.L., Khrapatiy S.V., Ritter U. Single-walled carbon nanotubes loaded hydroxyapatite-alginate beads with enhanced mechanical properties and sustained drug release ability // Progress in Biomaterials. - 2020. - Vol. 9. - P. 1 - 14.
7. Buchelnikova V.A., Rogozhin E.A., Barashkova A.S., Buchelnikov A.S., Evstigneev M.P. C60Fullerene Clusters Stabilize the Biologically Inactive Form of Topotecan // Chemical Research in Toxicology. - 2022
8. Vasilets V.N., Velyaev Y., Mosunov A., Evstigneev M. Effect of atmospheric pressure plasma in inert gases on orthopedic ultra-high molecular weight polyethylene // Key engineering materials. – 2022. – Vol. 910. - pp. 795-801
9. Торхов Н.А., Евстигнеев М.П., Мосунов А.А., Бучельникова В.А. Исследование геометрии рельефа оболочки клеток буккального эпителия человека методами атомно-силовой микроскопии // Письма в журнал технической физики. – 2022. – Том. 48, №7. - c: 43-46
10. Торхов Н.А., Евстигнеев М.П., Мосунов А.А., Бучельникова В.А. Реакции мембраны клеток буккального эпителия человека на внешние микромеханические раздражители // Письма в журнал технической физики. – 2022. – Том. 48, №13. - c: 7-10
11. N. A. Torhov, A. A. Mosunov, V. A. Novikov, I. V. Ivonin Study of tribological properties of human buccal epithelium cell membranes using probe microscopy // Scientific Reports. – 2022. – Vol.12, N1. – P. 11302
12. Glazkova E.; Bakina O.; Rodkevich N.; Mosunov A.; Evstigneev M.; Evstigneev V.; Klimenko V.; Lerner M., Antibacterial Properties of PMMA Functionalized with CuFe2 O4/Cu2 O/CuO Nanoparticles // Coatings. – 2022. – Vol. 12, N. 7. - P. 957
13. Glazkova E.A.; Bakina O.V.; Rodkevich N.G.; Mosunov A.A.; Vornakova E.A.; Chzhou V.R.; Lerner M.I. Copper ferrite/copper oxides (I, II) nanoparticles synthesized by electric explosion of wires for high performance photocatalytic and antibacterial applications // Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology. – 2022. – Vol. 283. – P. 115845
14. Bakina O., Glazkova E., Rodkevich N., Mosunov A., Chzhou V., Lerner M. Electroexplosive synthesis of composite ZnO/ZnFe2O4/Zn nanoparticles with photocatalytic and antibacterial activity // Materials Science in Semiconductor Processing. – 2022. – Vol. 152. – P. 107076
15. V. N. Vasilets, Yu. O. Velyaev, N. A. Torkhov, A. A. Mosunov, L. V. Potopakhin, M. P. Evstigneev Structure Modification and Enhancement of Wear Resistance of Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene by Low-Pressure Helium Plasma Treatment // High Energy Chemistry. – 2023. - Vol. 57, No. 1. - pp. 80–87.
16. Подольская М.С., Ткачук А.А., Андреева А.Ю., Кладченко Е.С., Челебиева Э.С., Мосунов А.А. Влияние бикомпонентных наночастиц ZnO-ZnFe2O4 на гемоциты средиземноморской мидии (mytilus galloprovincialis) в условиях эксперимента in vitro // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. – 2023. Том. 1. – С.: 124-136
17. Копытина Н.И., Андреева Н.А., Сизова О.С., Мосунов А.А., Евстигнеев В.П., Бочарова Е.А. Комплексы грибов на пластинах, покрытых противообрастающей краской, модифицированной наночастицами // Биология внутренних вод. - 2023. - № 4. - С. 464-472
18. Torkhov N.A., Buchelnikova V.A., Mosunov A.A., Ivonin I.V. AFM methods for studying the morphology and micromechanical properties of the membrane of human buccal epithelium cell // Scientific Reports. – 2023. Vol. 13, N.1. – P. 10917
19. Bakina O., Svarovskaya N., Ivanova L., Glazkova E., Rodkevich N., Evstigneev V., Evstigneev M., Mosunov A., Lerner M. New PMMA-Based Hydroxyapatite/ZnFe2O4/ZnO Composite with Antibacterial Performance and Low Toxicity // Biomimetics. – 2023. – Vol. 8, N.6. – P. 488
20. Gadzhi A.V., Deyneko V.D., Ramazanov R.R., Lantushenko A.O. Photophysical characteristics of C60-threoninen (n = 1–4) complexes: DFT study // Chemical Physics Letters. – 2024
21. Lantushenko A.O., Kokhan A.S., Soldatov A.A., Degtyar I.V., Andreyeva A.Y. Expression of Pyruvate Kinase, Malate and Octopine Dehydrogenase Genes in the Gills of the Mediterranean Mussel Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) under Conditions of Hypoxia and Reoxygenation // Biology Bulletin. – 2024
22. Gabrusenok P.V., Ramazanov R.R., Kasyanenko N.A., Lantushenko A.O., Sokolov P.A. pH-dependent binding of ATP aptamer to the target and competition strands: Fluorescent melting curve fitting study // BBA - General Subjects. - 2024
23. Kopytina N. I., Andreeva N. A., Mosunov A. A., Bocharova E. A., Sizova O. S., Bakina O. V., Lerner M. I. Fouling Dynamics of Plates with Coatings Containing Nanoparticles // Glass Physics and Chemistry. – 2024. – Vol. 50. – P. 270–276
24. Medzhitov R.A., Buchelnikov A.S., Lantushenko A.O., Evstigneev M.P. Rationalizing DLS size distributions of fullerene conjugates // Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures. – 2025
25. Hamdan I.I., El-Sabawi D., Ramazanov R.R., Lantushenko A. O., Evstigneev M. P., Altaher A., Mansour R.S.H., Bani-Jaber A.K. Valsartan – Choline: Preparation, Characterization, and transdermal permeation // Journal of Molecular Liquids. – 2025. – Vol. 419. – P. 126827
Университет 
EN 
SY 