Хасимов Махмадюсуф Хусейнович

Хасимов Махмадюсуф Хусейнович
Khasimov Makhmadyusuf Huseinovich

Научный сотрудник лаборатории биотехнологии и физиологии фототрофных организмов

e-mail: hasimov94@mail.ru
ORCID: 0000-0002-4846-1821
SPIN-код: 6506-5557
AuthorID: 1247819

Ведущее научное направление: Структурно-функциональная организация и биохимия гидрогеназ

Профиль исследования Махмадюсуфа Хусейновича Хасимова: исследования сосредоточены в области физиологии, биохимии и биоэнергетики анаэробных фототрофных микроорганизмов, прежде всего пурпурных серных бактерий. Основное внимание уделяется молекулярной организации и физиологической роли HydSL-гидрогеназы у Thiocapsa bogorovii BBS. В центре работы находятся механизмы H₂-зависимого восстановления серы, а также связь метаболизма водорода с серным обменом и энергетическим обеспечением клетки. Существенная часть исследований направлена на изучение структуры и функционирования сульфгидрогеназного комплекса, включая роль его редокс-партнёров Isp1 и Isp2. Отдельный интерес представляет мембранная локализация комплекса, механизмы переноса электронов и условия, определяющие его активность in vivo и in vitro. В работе используются геномные, транскрипционные, биохимические и протеомные подходы для анализа белковых комплексов и их участия в клеточном метаболизме. Практическая значимость исследований связана с расширением представлений о серном дыхании у бактерий и с возможностью применения гидрогеназ в биоэлектрохимических и биотехнологических системах. В целом мой исследовательский профиль объединяет микробиологию, биохимию ферментов, молекулярную биоэнергетику и структурно-функциональный анализ белковых комплексов.

Научные интересы:

1. Физиология анаэробных фототрофных микроорганизмов
2. Молекулярная организация и функциональная роль [NiFe]-гидрогеназ
3. Метаболизм серы и механизмы серного дыхания у пурпурных серных бактерий
4. Структурно-функциональный анализ белковых редокс-комплексов микроорганизмов
5. Биоэнергетика и регуляция электрон-транспортных процессов у прокариот

Методы и инструменты:

1. Управляемое фототрофное культивирование T. bogorovii при контроле температуры, освещённости и газовой фазы.
2. Анаэробная подготовка культур: продувка Ar/H₂, герметизация, ограничение контакта с O₂.
3. Оценка роста: оптическая плотность, клеточная концентрация, кривые роста, расчёт μ и выхода биомассы.
4. Определение бактериохлорофилла: экстракция пигментов, спектрофотометрия, расчёт концентрации.
5. Регистрация УФ-видимых спектров для анализа пигментов и физиологического состояния культуры.
6. Измерение H₂-поглощающей гидрогеназной активности с метилвиологеном.
7. Расчёт общей и удельной гидрогеназной активности.
8. Подготовка белковых проб: лизис, фракционирование, центрифугирование, получение белковых фракций.
9. Определение концентрации белка совместимыми аналитическими методами.
10. Нативный электрофорез для анализа белковых комплексов.
11. Препаративный нативный электрофорез для выделения активных ферментных фракций.
12. Анализ субъединичного состава белковых комплексов при необходимости.
13. Выделение, очистка и количественная оценка ДНК.
14. Постановка ПЦР для амплификации целевых генов гидрогеназного комплекса.
15. Анализ продуктов ПЦР методом агарозного гель-электрофореза.
16. HPLC-анализ пигментов, метаболитов и компонентов культуральной среды.
17. LC–MS/GC–MS-анализ метаболитов, кофакторов и продуктов биохимических реакций.
18. Биоинформатический анализ геномов фототрофных бактерий.
19. Аннотация генов гидрогеназ, анализ оперонной организации, доменной структуры и консервативных мотивов.
20. Статистическая обработка и визуализация экспериментальных данных.

Основные задачи:

1. Сопоставить рост T. bogorovii при культивировании в атмосфере H₂, Ar и при строгой анаэробиозе без газовой фазы, определить различия кинетики и выходов биомассы.
2. Оценить, как состав газовой фазы влияет на уровень HydSL-ассоциированной гидрогеназной активности (H₂-поглощение) как функциональный маркёр экспрессии hydSL.
3. Установить связи между ростом, перестройкой фотосинтетического аппарата (по бактериохлорофиллу) и уровнем гидрогеназной активности в динамике культивирования.
4. Определить условия, при которых максимизируется проявление HydSL-зависимого фенотипа (индукция активности), и сформулировать воспроизводимый режим культивирования.
5. Разработать и оптимизировать протоколы стабилизации/получения нативных белковых фракций HydSL-комплекса для дальнейшей характеристики.
6. Сформировать экспериментальные критерии, позволяющие связать наблюдаемую HydSL-активность с участием комплекса в H₂-зависимом восстановлении серы (постановка дальнейших проверок).

Научная результативность

2026 год

Статьи в научных журналах:

1. Makhmadyusuf Khasimov, Ekaterina P. Petushkova , Ekaterina V. Mayorova, Ilya V. Timofeev, Natalia N. Rudenko, Anatoly A. Tsygankov., Hydsl hydrogenase of thiocapsa bogorovii may participate in sulfur respiration. Biochimica et Biophysica Acta — Bioenergetics (2026) 1867(2)
   DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2026.149585 Q1

2025 год

Статьи в научных журналах:

1. Grechanik, V. I., Khasimov, M. K., Rudenko, N. N., Petushkova, E. P., Tsygankov, A. A. Optimizing cyanobacterial hydrogen production: metabolic and genetic strategies with glycerol supplementation // Frontiers in Energy Research. 2025. Vol. 13. Art. 1547215.
   DOI: https://doi.org/10.3389/fenrg.2025.1547215.

Тезисы докладов на конференциях:

1. Хасимов, М. Х., Майорова, Е. В., Руденко, Н. Н., Петушкова, Е. П., Цыганков, А. А. Свет и присутствие H₂ влияет на экспрессию генов HydSL-гидрогеназного комплекса Thiocapsa bogorovii BBS // 5-й Российский микробиологический конгресс : сборник тезисов докладов. Волгоград, 2025.
2. Хасимов, М., Стародубов, А., Цыганков, А. А. Сравнительный анализ геномов штаммов Rhodobacter capsulatus // XI Всероссийская Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов». Пущино, 2025.

2024 год

Статьи в научных журналах:

1. Petushkova, E., Khasimov, M., Mayorova, E., Delegan, Y., Frantsuzova, E., Bogun, A., Galkina, E., Tsygankov, A. The Complete Genome of a Novel Typical Species Thiocapsa bogorovii and Analysis of Its Central Metabolic Pathways // Microorganisms. 2024. Vol. 12, no. 2. Art. 391.
   DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms12020391.

2023 год

Статьи в научных журналах:

1. Khasimov, M. Kh., Petushkova, E. P., Serdyuk, O. P., Tsygankov, A. A. Sulfur Metabolism in Thiocapsa bogorovii BBS and the Role of HydSL Hydrogenase // Microbiology. 2023. Vol. 92, Suppl. 1. P. S22–S24.
   DOI: https://doi.org/10.1134/S002626172360386X.
2. Стародубов, А.Ф., Хасимов, М.Х., Петушкова, Е.П., Тимофеев, И.В., Сердюк, О.П., Руденко, Н.Н., Цыганков А.А. Сравнительная характеристика природной HydSL-гидрогеназы Thiocapsa bogorovii и её генетической модификации с усечённым HydS-белком // Прикладная биохимия и микробиология. 2023. Т. 59, № 5. С. 450–456.
   DOI: https://doi.org/10.31857/S0555109923040141.

Тезисы докладов на конференциях:

1. Хасимов, М., Моисеева, М., Стародубов, А., Зорин, Н., Сердюк, О., Петушкова, Е., Цыганков, А. Выделение из пурпурной серной бактерии Thiocapsa bogorovii BBS комплекса, способного к образованию сероводорода из серы в присутствии водорода и содержащего HydSL-гидрогеназу // Современные проблемы фотобиологии : материалы X Съезда Российского фотобиологического общества. Шепси, 2023. С. 259–260.

2022 год

Тезисы докладов на конференциях:

1. Хасимов, М., Петушкова, Е., Стародубов, А., Цыганков, А. Анализ центральных метаболических путей пурпурной серной бактерии Thiocapsa bogorovii на основе функциональной аннотации геномной последовательности // XXII Пущинские чтения по фотосинтезу и Всероссийская конференция с международным участием «От первичных процессов фотосинтеза до альтернативной энергетики» : материалы конференции. Пущино, 2022.

2021 год

Статьи в научных журналах:

1. Khasimov, M.K., Laurinavichene, T.V., Petushkova, E.P., Tsygankov, A.A. Relations between Hydrogen and Sulfur Metabolism in Purple Sulfur Bacteria // Microbiology. 2021. Vol. 90, no. 5. P. 543–557.
   DOI: https://doi.org/10.1134/S0026261721050106.
2. Khasimov, M.K., Petushkova, E.P., Khusnutdinova, A.N., Zorin, N.A., Batyrova, K.A., Yakunin, A.F., Tsygankov, A.A. The HydS C-terminal domain of the Thiocapsa bogorovii HydSL hydrogenase is involved in membrane anchoring and electron transfer // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Bioenergetics. 2021. Vol. 1862, no. 12. Art. 148492.
   DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2021.148492.

Тезисы докладов на конференциях:

1. Хасимов, М. Х., Петушкова, Е. П., Хуснутдинова, А. Н., Цыганков, А. А., Стародубов, А. Ф. Роль С-концевого фрагмента малой субъединицы HydSL-гидрогеназы пурпурной серной бактерии Thiocapsa bogorovii в локализации фермента и его взаимосвязи с восстановлением серы // Актуальные проблемы фотобиологии : материалы IX Съезда Российского фотобиологического общества. 2021.