Лаборатория структуры и функции мембран
Отдел биоэнергетики
Руководитель: Ягужинский Лев Сергеевич
Основные научные результаты
Установлено существование двух режимов работы системы окислительного фосфорилирования митохондрий: в диссоциированной форме (согласно модели П. Митчела) и в форме суперкомплекса (согласно модели Р. Вильямса). Найдены условия взаимных переходов этих режимов.
Проведены параллельные иссследования, направленные на изучение особенностей работы фосфорилирующей системы митохондрий (ОКСФОС) в режиме суперкомплекса:
А) Идентификация частично дегидратированного иона водорода в качестве переносчика энергии в митохондриях.
Б) Обнаружен эффект образования и изучены физико-химические свойства частично дегидратированных поверхностно-связанных H+-ионов на модельных мембранах (БЛМ), мембранах митопластов и митохондрий.
В) В митохондриях мозга и сердца обнаружены сигнальные системы (рецепторы глутамата и гамма-аминомаслянной кислоты), которые, как считалось ранее, являлись функциональными элементами только системы высшей нервной деятельности.
Г) На примере сахарного диабета показано, что при хронических заболеваниях может возникать автокаталитически усиливающийся цикл нарастания активности свободнорадикальных окислительных реакций. По существу, найден механизм патогенеза некоторых хронических заболеваний.
Преподавательская деятельность
Лекции:
1) Химия (физический факультет МГУ, кафедра биофизики).
2) Краткие ежегодные курсы (биологический факультет МГУ, новости биоэнергетики).
3) Биофизика мембранных и митохондриальных процессов (МФТИ, кафедра биофизики).
Руководство студентами и аспирантами.
Установлено существование двух режимов работы системы окислительного фосфорилирования митохондрий: в диссоциированной форме (согласно модели П. Митчела) и в форме суперкомплекса (согласно модели Р. Вильямса). Найдены условия взаимных переходов этих режимов.
Проведены параллельные иссследования, направленные на изучение особенностей работы фосфорилирующей системы митохондрий (ОКСФОС) в режиме суперкомплекса:
А) Идентификация частично дегидратированного иона водорода в качестве переносчика энергии в митохондриях.
Б) Обнаружен эффект образования и изучены физико-химические свойства частично дегидратированных поверхностно-связанных H+-ионов на модельных мембранах (БЛМ), мембранах митопластов и митохондрий.
В) В митохондриях мозга и сердца обнаружены сигнальные системы (рецепторы глутамата и гамма-аминомаслянной кислоты), которые, как считалось ранее, являлись функциональными элементами только системы высшей нервной деятельности.
Г) На примере сахарного диабета показано, что при хронических заболеваниях может возникать автокаталитически усиливающийся цикл нарастания активности свободнорадикальных окислительных реакций. По существу, найден механизм патогенеза некоторых хронических заболеваний.
Преподавательская деятельность
Лекции:
1) Химия (физический факультет МГУ, кафедра биофизики).
2) Краткие ежегодные курсы (биологический факультет МГУ, новости биоэнергетики).
3) Биофизика мембранных и митохондриальных процессов (МФТИ, кафедра биофизики).
Руководство студентами и аспирантами.
Статьи
- Semenovich Dmitry S., Andrianova Nadezda V., Zorova Ljubava D., Pevzner Irina B., Abramicheva Polina A., Elchaninov Andrey V., Markova Olga V., Petrukhina Aleksandra S., Zorov Dmitry B., Plotnikov Egor Y.(2023) Fibrosis Development Linked to Alterations in Glucose and Energy Metabolism and Prooxidant–Antioxidant Balance in Experimental Models of Liver Injury. ANTIOXIDANTS, >>
- Lapashina Anna S., Kashko Nataliia D., Zubareva Valeria M., Galkina Kseniia V., Markova Olga V., Knorre Dmitry A., Feniouk Boris A.(2022) Attenuated ADP-inhibition of FOF1 ATPase mitigates manifestations of mitochondrial dysfunction in yeast. Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics, >>
- Galkina Kseniia V., Zubareva Valeria M., Kashko Nataliia D., Lapashina Anna S., Markova Olga V., Feniouk Boris A., Knorre Dmitry A.(2022) Heterogeneity of starved yeast cells in IF1 levels suggests the role of this protein in vivo. Frontiers in microbiology, >>
- Epremyan Khoren K., Burlaka Arteom A., Markova Olga V., Galkina Kseniia V., Knorre Dmitry A.(2024) Mitochondrial Genome Instability in W303-SK1 Yeast Cytoplasmic Hybrids. Biology, >>
- Noskova Elizaveta O., Markova Olga V., Knorre Dmitry A., Galkina Kseniia V.(2023) Tyrosol induces multiple drug resistance in yeast Saccharomyces cerevisiae. Frontiers in microbiology, >>
- Zubareva Valeria M., Galkina Kseniia V., Lapashina Anna S., Sokolov Svyatoslav S., Markova Olga V., Knorre Dmitry A., Feniouk Boris A.(2025) γM23K Mutation Enhances ADP Inhibition of Mitochondrial F-ATPase Yet Has a Minor Effect on Yeast Growth Rate. Archives of Biochemistry and Biophysics, >>
- Vays Valeriya, Vangeli Irina, Eldarov Chupalav, Popkov Vasily, Holtze Susanne, Hildebrandt Thomas, Averina Olga, Zorov Dmitry, Bakeeva Lora(2022) Unique Features of the Tissue Structure in the Naked Mole Rat (Heterocephalus glaber): Hypertrophy of the Endoplasmic Reticulum and Spatial Mitochondrial Rearrangements in Hepatocytes. International Journal of Molecular Sciences, >>
- Vays V.B., Vangeli I.M., Eldarov Ch M., Bakeeva L.E.(2024) Ultrastructure of Mitochondria in Skeletal Muscle Weakened by Sarcopenia during Aging. Biochemistry, Supplemental Series B, >>
- Bakeeva L.E., Vays V.B., Vangeli I.M., Eldarov C.M., Popkov V.A., Zorova L.D., Zorov S.D., Zorov* D.B.(2025) Mitochondrial reticulum of skeletal muscles. Proven and hypothetical functions. Biochemistry (Moscow), >>
- Бакеева Л.Е., Вайс В.Б., Вангели И.М., Эльдаров Ч.М., Попков В.А., Зорова Л.Д., Зоров С.Д., Зоров Д.Б.(2025) Митохондриальная организация в скелетных мышцах мыши и голого землекопа. Доказанные и гипотетические функции. Биохимия, >>
- Nesterov Semen V., Plokhikh Konstantin S., Chesnokov Yuriy M., Mustafin Denis A., Goleva Tatyana N., Rogov Anton G., Vasilov Raif G., Yaguzhinsky Lev S.(2024) Safari with an Electron Gun: Visualization of Protein and Membrane Interactions in Mitochondria in Natural Environment. Biochemistry (Moscow), >>
- Plokhikh Konstantin S., Nesterov Semen V., Chesnokov Yuriy M., Rogov Anton G., Kamyshinsky Roman A., Vasiliev Aleksandr L., Yaguzhinsky Lev S., Vasilov Raif G.(2023) Association of 2‐oxoacid dehydrogenase complexes with respirasomes in mitochondria. FEBS Journal, >>
- Nesterov Semen V., Yaguzhinsky Lev S.(2023) Directed proton transfer from Fo to F1 extends the multifaceted proton functions in ATP synthase. Biophysical Reviews, >>
- Nesterov S.V., Yaguzhinsky L.S.(2023) On the Role of Protons in the Functioning of ATP Synthase Factor F1 during Adenosine-Triphosphate Synthesis. Nanobiotechnology Reports, >>
- Nesterov S.V., Yaguzhinsky L.S., Vasilov R.G., Kadantsev V.N., Goltsov A.N.(2022) Contribution of the Collective Excitations to the Coupled Proton and Energy Transport along Mitochondrial Cristae Membrane in Oxidative Phosphorylation System. Entropy, >>
- Nesterov Semen V., Smirnova Elena G., Yaguzhinsky Lev S.(2022) Mechanism of Energy Storage and Transformation in the Mitochondria at the Water–Membrane Interface. Biochemistry (Moscow), >>
- Garab Győző, Yaguzhinsky Lev S., Dlouhý Ondřej, Nesterov Semen V., Špunda Vladimír, Gasanoff Edward S.(2022) Structural and functional roles of non-bilayer lipid phases of chloroplast thylakoid membranes and mitochondrial inner membranes. Progress in Lipid Research, >>
- Нестеров С.В., Смирнова Е.Г., Ягужинский Л.С.(2022) Механизм запасания и трансформации энергии в митохондриях на межфазной границе вода-мембрана. Биохимия, >>
- Panov Alexander, Mayorov Vladimir, Dikalov Sergey, Krasilnikova Alexandra, Yaguzhinsky Lev(2026) Rethinking Human Energy Metabolism. Current Issues in Molecular Biology, >>
- Нестеров С.В., Смирнова Е.Г., Ягужинский Л.С.(2025) Актуальные проблемы и перспективы в исследовании калиевого транспорта в митохондриях. Биохимия, >>