פרופ' שרון רוטשטיין

English שלחו לחבר
פרופסור חבר
טלפון
דוא"ל
sharon.ruthstein@biu.ac.il
משרד
בנין 211, חדר 414. טל' במעבדה: 03-5314308
קורות חיים

 

שרון רוטשטיין היא בוגרת המגמה להנדסה כימית בטכניון, ישראל. את לימודי הדוקטוראט שלה היא סיימה ב- 2008 תחת הנחייתה של פרופ' דניאלה גולדפארב, במכון ויצמן למדע, רחובות, ישראל. אחרי סיום לימודיה, היא נסעה לאוניברסיטה של פיטסבורג, ארה"ב, ללימודי בתר דוקטוראט, תחת הנחייתו של פרופ' סוניל סאקסינה.

באוקטובר 2011 פרופ' שרון רוטשטיין הצטרפה למחלקה לכימיה באוניברסיטת בר-אילן. מחקרה מתמקד בחשיפת מנגנוני מעבר מתכות בתאים אנושיים ובקטריאליים על-ידי תהודה מגנטית אלקטרונית.

מחקר

 

יותר מ- 30% מהחלבונים, ו- 40% מהאנזימים קושרים מתכות המשפיעות על תפקודן. מתכות אלו הן הרכב חשוב בתא, אך כאשר ריכוזן משתנה, והן נמצאות באופן חופשי בנוזל התא, הן הופכות לרעילות. על-כן, גוף האדם ומיקרואורגוניזים פיתחו מערכת שליטה המווסתת את ריכוז יוני המתכת בתאים. על-אף פי כן יש כיום מספר מחלות נוירולוגיות הנקשרות עם ריכוז גבוה או נמוך של יוני מתכת בתא.

המעבדה של ד"ר שרון רוטשטיין נעזרת בתהודה מגנטית אלקטרונית על-מנת להבין את מנגנוני מעבר יוני הנחושת בתא, ולשפוך אור על הקשר בין יוני הנחושת למחלות הנוירולוגיות, כגון: אלצהיימר, פרקינסון, מנקס, ווילסון.

נושאי המחקר במעבדה כוללים:

  1. חשיפת שינויים מבניים באזורים לא מסודרים של חלבונים ממברנליים הקושרים מתכות, על מנת להבין את תנועת המתכת אל התא.
  2. חשיפת מנגנוני חלבונים המתפקדים כגלאי מתכות בתאים בקטריאליים.
  3.  הבנת תהליך ניווט הנחושת בתא אנושי, מהתעלה הממברנלית אל חלבוני נושאי מתכות, המנווטים את המתכת אל תהליכים שונים בתא.
  4. חשיפת השפעת קישור המתכת על התארגנות של חלבוניים.

 

 

 

פרסומים
  1. Sameach, H.; Ruthstein, S.; EPR distance measurements as a tool to chracterize protein-DNA complexes. Isr. J. Chem. 2019, in press.
  2. Meir, A.; epechkin-Zilbermintz, V.; Kahremany, S.; Schwerdtfeger, F.; Gevorkyan-Airapetov, L.; Munder, A.; Viskind, O.; Gruzman, A.; Ruthstein, S.; Inhibiting the copper efflux system in microbes as a novel approach for developing antibiotics. BioRxiv, 2019.
  3. Pavlin, M.; Qasem, Z.; Sameah, H.; Gevorkyan-Airapetov, L.; Ritacco, I.; Ruthstein, S.; Magistrato, A.;  Unraveling the impact of Cysteine-to-Serine mutations on the structural and functional properties of Cu(I)-binding proteins. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 3462.
  4. Walke, G.; Ruthstein, S.; Does the ATSM-Cu(II) biomarker integrate into the human cellular copper cycle? ACS Omega. 2019. 10.1021/acsomega.9b01748
  5. Meir, A.; Walke, G.; Schwerdtfeger, F.; Gevorkyan-Airapetov, L.; Ruthstein, S.; Exploring the role of the various methionine residues in the Escherichia coli CusB adapter protein. BioRxiv. 2019. Plos One, 2019.
  6. Qasem, Z.; Pavlin, M.; Ritacco, I.; Gevorkyan-Airapetov, L.; Magistrato, A.;  Ruthstein, S.; The pivotal role of MBD4-ATP7B in the human Cu(I) excretion path as revealed by EPR experiments and all-atom simulations. Metallomics. 2019, 11, 1288-1297.
  7. Magistrato, A.;  Qasem, Z.; Pavlin, M.; Ruthstein, S.; Copper trafficking in eukaryotic systems: Current knowledge from experimental and computational efforts. Curr. Opin. Struct. Biology. 2019, 58, Accepted.
  8. Sameach, H.; Ghosh, S.; Gevorkyan-Airapetov, L.; Saxena, S.; Ruthstein, S.; EPR Spectroscopy detects various active state conformation of the transcriptional regulator CueR. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 3053-3056. (selected as cover)
  9. Munder, A.; Moskovitz, Y.; Meir, A.; Levy, L.; Kahremany, S.;  Kolitz-Domb, M.; Cohen, G.; Shtriker, E.; Viskind, O.; Lellouche, J.-P.; Senderowitz, H.; Chessler, S.;   Korshin, E.; Ruthstein, S.; Gruzman, A.; Covered by Neuroligin-2-derived peptide polyamidoamine-based (PAMAM) dendrimers enhances panceratic b-cells'proliferation and function.  Med. Chem. Comm. 2019, 10, 280-293.
  10. Qasim, A.; Sher, I.; Hirschhorn, O.; Shaked, H.; Qasem, Z.; Ruthstein, S.; Chill, J. ; A KcsA cytoplasmic pH-gate investigated in lipoprotein nanodiscs.  ChemBioChem. 2019, 20, 813-821.
  11. Snitkoff, R.Z.; Levy, N.; Ozery, I.; Ruthstein, S.; Elbaz, L. ; Imidazole decorated reduced graphene oxide: a biomimetic ligand for selective oxygen reduction electrocatalysis with metalloporphyrins. Carbon. 2019, 143, 223-229.
  12. Taub, T.; Ruthstein, S.; Cohen, H.; The involvement of carbon-centered radicals in the aging process of coals under atmospheric conditions: an EPR study. PCCP, 2018. in press.
  13. Kahremany, S.; Zhenin, M.; Shenberger, Y.; Maimoun, D.; Colotti, G.; Arad, M.; Shainberg, A.; Sendrowitz, H.; Ruthstein, S.; Gruzman, A.; Peptide-based development of PKA activators. New J. Chem. 2018, in press.
  14. Shenberger, Y.; Marciano, O.; Gottlieb, H.; Ruthstein, S.; Insights into the N-terminal Cu(II) and Cu(I) binding sites of the human copper transporter Ctr1. J. Coord. Chem. 2018, 71, 1985-2002.
  15. Levy, A.; Turgeman, M.; Gevorkyan-Aiapetov, L.; Ruthstein, S.; The structural flexibility of the human copper chaperone Atox1: Insights from combined pulsed EPR studies and computations. Protein Sci. 2017, 26, 1609-1618.
  16. Meir, A.; Abdelhai, A.; Moskovitz, Y.; Ruthstein, S.; EPR spectroscopy targets conformational and topological changes in the E.coli membrane fusion CusB dimer upon Cu(I) binding. Biophys. J. 2017, 112, 2494-2502.
  17. Sameach, H.; Narunsky, A.; Azoulay-Ginsburg, S.; Gevorkyan-Aiapetov, L.; Zehavi, Y.; Moskovitz, Y.; Juven-Gershon, T.; Ben-Tal, N.; Ruthstein, S.; Structural and dynamics characterization of the MerR family metalloregulator CueR in its repression and activation states. Structure. 2017, 25, 988-996.
  18. Levy, A.; Nissim, M.; Mendelman, N.; Chill, J.; Ruthstein, S.; Ctr1 intracellular loop is involved in the copper transfer mechanism to the Atox1 metallochaperone. J. Phys. Chem. B. 2016, 120, 12334-12345.
  19. Marciano, O.; Gonen, S; Levy, N.; Yemini, R; Nessim, G.; Ruthstein, S.; Elbaz, L.; Modulation of oxygen content in graphene surfaces using temperature programmed reductive annealing: electron paramagnetic resonance (EPR) and electrochemical study. Langmuir, 2016, 32, 11672-11680.
  20. Zer-Aviv, P.; Shubely, M.; Moskovitz, Y.; Viskind, O.; Albeck,  A.; Vertommen,  D.; Ruthstein, S.; Shokhen, M.; and  Gruzman, A. . A new oxopiperazin-based peptidomimetic molecule inhibits prostatic acid phosphatase secretion and induces prostate cancer cells apoptosis. Chemistry Select, 2016, 1, 4658-4667.
  21. Fleker, O.; Borenstein, A.; Lavi, R.; Ruthstein, S.; Aurbach D.; Preparation and properties of metal organic framework/activated carbon composite materials. Langmuir. 2016, 32, 4935-4944.
  22. Shilina, Y.; Ziv, B.; Meir, A.; Banerjee, A.; Ruthstein, S.; Luski, S.; Aurbach, D.; Halalay, I.C.; Combined EPR and AAS/ICP analysis as diagnostics for soluble maganese species from Mn-based positive electrode materials in Li-ion cells. Anal. Chem. 2016, 88, 4440-4447.
  23. Marciano, O.; Moskovitz, Y.; Hamza, I.; Ruthstein, S.; Histdine residues are important for preserving the structure and heme binding to the c.elegans HRG-3 heme trafficking protein. J. Biol. Inorg. Chem. 2015, 20, 1253-1261.
  24. Weintraub, S.; Moskovitz, Y.; Fleker, O.; Levy, A.; Meir, A.; Ruthstein, S.; Benisvy, L.; Gruzman, A.; SOD mimetic activity and antiproliferative properties of a novel tetra nuclear copper(II) complex. J. Biol. Inorg. Chem. 2015, 20, 1287-1298.
  25. Dalalyon, A.; Qi, M.; Ruthstein, S.; Vega, S.; Godt, A.; Feintuch, A.; Goldfarb, D.; Gd(III)-Gd(III) EPR distance measurments - the range of accessible distances and the impact of zero field splitting. PCCP, 2015, 17, 18464-18476.
  26. Meir, A.; Natan, A.; Moskovitz, Y.; Ruthstein, S.; EPR spectroscopy identifies Met and Lys rediues that are essential for the interaction between CusB N-terminal domain and the metallochaperone CusF. Metallomics, 2015, 7, 1163-1172.
  27. Shenberger, Y.; Shimshi, A.; Ruthstein, S.; EPR spectroscopy shows that the blood carrier protein, human serum albumin, closley interacts with the N-terminal domain of the copper transporter, CTR1. J. Phys. Chem. B. 2015, 119, 4824-4830.
  28. Shenberger, Y.; Gottlieb, H.; Ruthstein, S.; EPR and NMR spectroscopies provide input on the coordination of Cu(I) and Ag(I) to a disordered methionine segment. J. Biol. Inorg. Chem. 2015, 20, 719-727. 
  29. Ruthstein, S.; Ji, M.; Shin, B.K.; Saxena, S.; A simple double quantum coherence ESR sequence that minimizes nuclear modulation in Cu(II)-ion based distance measurments. J. Magn. Reson. 2015, 257, 45-50.
  30. Munder, A.; Moskovitz, Y.; Rediko, B.; Levy, A.; Ruthstein, S.; Gellerman, G.; Gruzman, A.; Antiproliferative Effects of Novel Aminoacridine-Based Compounds. Med. Chem. 2015. 11, 373-382.
  31. Levy, A.; Yarmiayev, V.; Moskovitz, Y.; Ruthstein, S.; Probing the Structural Flexibility of the Human Copper Metallochaperone Atox1 Dimer and its Interaction with the CTR1 C-Terminal Domain. J. Phys. Chem. B. 2014, 118, 5832-5842.
  32. Green, U.; Keinan-Adamsky, K.; Attia, S.; Aizenshtat, Z.; Goobes, G.; Ruthstein, S.; Cohen, H.; Elucidating the role of stable carbon radicals in the low temperature oxidation of coals by coupled EPR-NMR spectroscopy - a method to characterize surfaces of porous carbon radicals. PCCP. 2014, 16, 9364-9370.
  33. Green, U.; Shenberger, Y.; Aizenshtat, Z.; Cohen, H. Ruthstein, S.; Exploring the radical nature of a carbon surface by Electron Paramagnetic resonance and a calibrated gas flow. JoVE, 2014, .86, doi:10.3791/51548.
  34. Ji, M.; Ruthstein, S.; Saxena, S.; Paramagnetic metal ions in Pulsed ESR distance measurements. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 688-695.
  35. Rubinovich, L.; Ruthstein, S.; Weiss, D.; The Arabidopsis cysteine-rich GASA5 is a redox-active metalloprotein that suppresses gibberellin responses. Mol. Plant. 2014, 7(1), 244-247.
  36. Shenberger, Y.; Yarmiayev, V.; Ruthstein, S.; Exploring the interaction between the human copper transporter, CTR1, c-terminal domain and a methionine motif, in the presence of Cu(I) and Ag(I) ions, using EPR spectrosopy. Mol. Phys. 2013, 111, 2980-2991.
  37. Ruthstein,S.; Ji, M.; Mehta, P.; Jen-Jacobson, L.; Saxena, S.K.; Sensitive Cu2+-Cu2+ distance measurements in a protein-DNA complex by Double-Quantum Coherence ESR. J. Phys. Chem. B. 2013, 117, 6227-6230.
  38. Green, U.; Aizenshtat, Z.; Ruthstein, S.; Cohen, H.; Reducing the spin-spin interaction of stable carbon radicals. PCCP, 2013, 15, 6182-6184.
  39. Green, U.; Aizenshtat, Z.; Ruthstein, S.; Cohen, H.; Stable radicals formation in coals undergoing weathering: effect of coal rank. PCCP, 2012, 14, 13046-13052.
  40. Ruthstein S.; Stone, K.M.; Cunningham, T.F.; Ming, J.; Cascio, M.; Saxena, S.; Pulsed Electron spin Resonance resolves the coordination site of Cu(II) ions in glycine receptor. Biophysical Journal, 2010, 99(8), 2497-2506.
  41. Omer L.; Ruthstein S.; Goldfarb, D.; Talmon, Y.; High resolution cryogenic-electron microscopy reveals details of a hexagonal-to-bicontinuous cubic phase transition in mesoporous silica synthesis, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 12466-12473.
  42. Ruthstein, S.; Raitsimring, A.M.; Bitton, R.; Frydman, V.; Godt, A.; Goldfarb, D.; Distribution of guest molecules in Pluronic micelles studied by double electron electron spin resonance and small angle X-ray scattering. PCCP, 2009, 11, 148-160.
  43. Ruthstein, S.; Goldfarb, D.; An EPR tool box for exploring the formation and properties of ordered template mesoporous materials. Electron Paramagnetic Resonance, 2008, 21, 184-215.
  44. Ruthstein, S.; Goldfarb, D.; Evolution of solution structures during the formation of cubic mesoporous material, KIT-6, determined by double electron electron resonance. J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 7102-7109.
  45. Ruthstein, S.; Schmidt, J.; Kesselman, E.; Popovits-Biro, R.; Frydman, V.; Omer, L.; Talmon, Y.; Goldfarb, D.; Molecular level Processes and nanostructure evolution during the formation of the cubic mesoporous material KIT-6. Chem. Mater. 2008, 20, 2779-2792.
  46. Ruthstein, S.; Schmidt, J.; Kesselman, E.; Talmon, Y.; Goldfarb, D.; Resolving Intermediate Solution Structure During the Formation of Mesoporous SBA-15.  J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3366-3374.
  47. Ruthstein, S.; Potapov, A.; Raitsimring, A.M.; Goldfarb, D.; Double Electron Electron Resonance as a Method for Characterization of Micelles. J. Phys. Chem .B. 2005, 109, 22843-22851.
  48. Ruthstein, S.; Artzi, R.; Goldfarb, D.; Naaman, R.; EPR Studies on the Organization of Self-assembled organic monolayers adsorbed on GaAs. PCCP, 2005, 7, 524-529.
  49. Ruthstein, S.; Frydman, V.; Goldfarb, D.; Study of the Initial Formation Stages of the Mesoporous Materials SBA-15 Using Spin-Labeled Block Co-polymer Templates. J. Phys. Chem. B. 2004, 108, 9016-9022.
  50. Ruthstein, S.; Frydman, V.; Kababya, S.; Landau, M.; Goldfarb, D; Study of the Formation of the Mesoporous Material SBA-15 by EPR Spectroscopy. J. Phys. Chem. B. 2003, 107, 1739-1748.