ОБЛАСТ ИСТРАЖИВАЊА / НАЗИВ ИСТРАЖИВАЧКЕ ГРУПЕ

Експериментално и теоријско испитивање антиоксидационе активности биолошки активних молекула

КРАТАК ОПИС ИСТРАЖИВАЊА

Истраживања у нашој групи обухватају експериментална и теоријска испитивања антиоксидационе и антирадикалске активности фенолних, полифенолних и других једињења (примарно из класе флавоноида, фенолних киселина и катехоламина). У раду се примењују  комплементарни експериментални и теоријски приступи у испитивањима механизама антиоксидационог деловања молекула  и врше испитивања на релацији структура-активност молекула уз постављање модела на дескрипторима с физчкохемијским значењем у циљу указивања на могуће механизме деловања.

Успостављање односа на нивоу структура – антирадикалска активност се врши за  биолошки релевантне кисеоник-центриране (хидрокси, перокси, супероскид анјон, аксорбил и хлоровани метилперокси), азот-центриране (азот-моноксид) као и модел радикале (2,2-дифенил-1-пикрилхидразил (DPPH) и 2,2’-азино-бис(3-етилбензотиазолин-6-сулфонске киселине) (АBTS)). Квантитативни параметри редукције испитиваних радикала (ЕС50 вредност, антирадикалска снага, реакциона стехиометрија, број молова DPPH редукованих једним молом антиоксиданса, тролокс еквивалент (Trolox Equivalent Antioxidant Capacity assays – TEAC) вредности, површине испод максимума у спектрима електронске парамагнетске резонанције) се корелишу са структуром молекула, бројем, врстом и положајем супституената.

Теоријски се испитују могући механизми антирадикалског деловања у различитим растварачима. Термодинамички најповољнији механизми деловања испитиваних молекула се квантитативно изражавају преко физичкохемијских дескриптора као што су: енталпија дисоцијације везе (Bond Dissociation Enthalpy – BDE), јонизациони потенцијал (Ionization Potential – IP), енталпија дисоцијације протона (Proton Dissociation Enthalpy – PDE), афинитет према протону (Proton Affinity – PA) и енталпија преноса електрона (Electron Transfer Enthalpy – ETE). Поред термодинамичких користе се и кинетички параметри (константе брзина према теорији прелазног стања и Маркусове теорије) како би се у потпуности описао најповољнији механизам. Добијени резултати за антирадикалску активност се корелишу са постојећим литертурским подацима у циљу развоја QSAR (quantitative structure – activity relationship) модела који омогућавају процену антирадикалске активности недовољно испитаних молекула, или предвиђају структуру нових антиоксиданаса тачно жељених структурних карактеристика и активности.

Осетљивост флуоресцентних параметара на промене у биолошки активним молекулима, као што су протеини, омогућава коришћење флуоресцентних мерења у карактеризацији молекулских механизама биолошких функција протеина. Испитују се конформационе и динамичке промене у протеинима (серум албумину изолованог из серума говечета и хуманог серума) које настају као последица везивања испитиваних молекула за матрикс протеина. Прате се утицаји параметара средине (температура, pH,…) на унутрашњу флуоресценцију поменутог протеина. Растојање између донора (молекула протеина) и акцептора (антиоксиданаса) добијају се применом Фирстерове (Förster) теорије. Одређују се константе везивања као и број везивних места карактеристичан за одређени антиоксиданс. На основу вредности термодинамичких функција стања, ΔG° (Гибсова слободна енергија), ΔH° (енталпија) i ΔS° (ентропија), утврђује се тип везе која се формира између протеина и одређеног антиоксиданса.  Метода „молекулског спајања“ (molecular docking), као једна од најчешће коришћених теоријских метода у савременом, структурно заснованом, дизајнирању лекова, се примењује у циљу предвиђања оних конформација малих лигандних молекула (испитиваних антиоксиданаса) које су кључне у њиховом везивању за серум албумин.

Испитивањa антибактеријске, антифунгицидне и антикворум активности једињења фенолне и полифенолне структуре омогућава праћење утицаја испитиваних молекула на процес кретањa ћелија одређених микроорганизама и формирање биофилма.


ЧЛАНОВИ ИСТРАЖИВАЧКЕ ГРУПЕ (побројани са звањима)

  • Др Јасмина Димитрић Марковић, редовни професор
  • Душан Димић, асистент

СПИСАК ДОСТУПНЕ ИСТРАЖИВАЧКЕ ОПРЕМЕ

  • Рамански спектрометар Thermo Scientific DXR Raman microscope
  • FTIR спектрометар Avatar 370 -Thermo Nicolet
  • ЕПР спектрометар Bruker Elexsys E540 EPR
  • NMR спектрометар Varian Gemini 200 MHz
  • УЉ-видљиви спектрометар Thermo Scientific 220
  • кластер MEDFLOW (336 процесора и 21 нод)

САРАДЊА И ПРОЈЕКТИ

Пројекти који трају:

  • „Динамика нелинеарних физичкохемијских и биолошких система са моделирањем и предвиђањем њихових понашања под неравнотежним условима”, (Министарство просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије, пројекат бр. 172015)
  • „Структура и динамика молекулских система у основним и побуђеним електронским стањима“, (Министарство просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије, пројекат бр. 172040)

Институције са којима се сарађује:

  • Државни Универзитет у Новом Пазару, Република Србија
  • Природно математички факултет Универзитета у Крагујевцу, Република Србија
  • Истраживачко развојни центар за биоинжењеринг- BIOIRC,  Крагујевац, Република Србија
  • Каролинска Институт, Стокхолм, Шведска
  • Институт „Руђер Бошковић“ – Загреб, Република Хрватска
  • Пољопривредни факултет Унивезитета у Осијеку, Република Хрватска
  • Торлак, институт за имунологију и вирологију, Београд, Република Србија

ОДАБРАНЕ ПУБЛИКАЦИЈЕ

  1. Ana Amić, Bono Lučić, Višnja Stepanić, Zoran Marković, Svetlana Marković, Jasmina M. Dimitrić Marković, Dragan Amić, Free radical scavenging potency of quercetin catecholic colonic metabolites: thermodynamics of 2H+/2e- processes, Food Chem. 218, 144-151, 2017.
  2. Jasmina M. Dimitrić Marković, Boris Pejin, Dejan Milenković, Dragan Amić, Nebojša Begović, Miloš Mojović, Zoran S. Marković, Antiradical activity of delphinidin, pelargonidin and malvin towards hydroxyl and nitric oxide radicals: the energy requirements calculations as a prediction of the possible antiradical mechanisms, Food Chem. 218, 440-446, 2017.
  3. Jelena Tošović, Svetlana Marković, Jasmina M. Dimitrić Marković, Miloš Mojović, Dejan Milenković, Antioxidative mechanisms in chlorogenic acid, Food Chem. 237, 390-398, 2017.
  4. Dušan Dimić, Dejan Milenković, Zoran Marković and Jasmina Dimitrić Marković, The Antiradical Activity of Catecholamines and Metabolites of Dopamine: Theoretical and Experimental Study, PCCP, 19, 12970-12980, 2017.
  5. Dušan Dimić, Dejan Milenković, Zoran Marković, Jasmina Dimitrić Marković, Structural and Spectral analysis of 3-Methoxytyramine, an Important Metabolite of Dopamine, Journal of Molecular Structure, 1134, 226-236, 2017.
  6. Ana Amić, Zoran Marković, Jasmina M. Dimitrić Marković, Svetlana Jeremić, Bono Lučić, Dragan Amić, Free radical scavenging and COX-2 inhibition by simple colon metabolites of polyphenols: A theoretical approach, Computational Biology and Chemistry 65, 45-53, 2016.
  7. Ana Amić, Zoran Marković, Jasmina M. Dimitrić Marković, Bono Lučić, Višnja Stepanić,Dragan Amić, The 2H+/2e_ free radical scavenging mechanisms of uric acid: thermodynamics of NAH bond cleavage, Computational and Theoretical Chemistry, 1077, 2-10, 2016.
  8. Boris Pejin, Ana Ćirić, Jasmina Dimitrić Marković, Jasmina Glamočlija, Miloš Nikolić, Marina Soković:  An insight into anti-biofilm and anti-quorum sensing activities of the selected anthocyanidins: the case study of Pseudomonas aeruginosa PAO1, Natural Product Research, DOI:10.1080/14786419.2016.1222386.
  9. Boris Pejin, Ana Ciric, Jasmina Dimitric Markovic, Jasmina Glamoclija, Milos Nikolic, Bojana Stanimirovic and Marina Sokovic, Quercetin Potently Reduces Biofilm Formation of the Strain Pseudomonas aeruginosa PAO1 in vitro, Current Pharmaceutical Biotechnology, 733-737, 2015.
  10. Miloš Filipović, Zoran Marković, Jelena Đorović, Jasmina Dimitrić Marković, Bono Lučić, Dragan Amić, QSAR of the free radical scavenging potency of selected hydroxybenzoic acids and simple phenolics, Comptes rendus chimie 18, 492-498, 2015.
  11. Dušan Dimić, Andrew Mercader, Eduardo Castro, Chalcone derivatives cytotoxicity activity against MCF-7 human breast cancer cells QSAR study, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2015, 146, pp: 378-384, DOI: 10.1016/j.chemlab.2015.06.011
  12. Ana Amić, Zoran Marković, Jasmina M. Dimitrić Marković, Višnja Stepanić, BonoLučić, Dragan Amić,  Toward an improved prediction of the free radical scavenging potency of flavonoids: The significance of double PCET mechanisms, Food Chem. 152, 578-585, 2014.
  13. Jasmina M. Dimitrić Marković, Dejan Milenković, Dragan Amić , Miloš Mojović, Igor Pašti  Zoran S. Marković, The preffered radical scavenging mechanisms of fisetin and baicalein towards oxygen-centred radicals in polar, protic and aprotic, solvents, RSC Advances, 4, 32228-32236, 2014.
  14. Zoran Marković, Jelena Đorović, Jasmina M. Dimitrić Marković, Dragan Amić,  Investigation of the radical scavenging potency of hydroxybenzoic acids and their carboxylate anions, Monatshefte fur Chemie Chemical Monthly, 145, 953-962, 2014.
  15. Zoran Marković, Dragan Amić, Dejan Milenković, Jasmina M. Dimitrić Marković, Svetlana Marković,  Examination of the chemical behavior of the quercetin radical cation in basic media, PCCP, 15, 7370-7379, 2013.
  16. Jasmina M. Dimitrić Marković, Zoran S. Marković, Jugoslav. B. Krstić, Dejan   Milenković,  Bono Lučić, Dragan Amić, Interpretation of the IR and Raman spectra of morin by density functional theory and comparative analysis, Vibrational Spectroscopy, 64, 1-9, 2013.
  17. Dragan Amić, Višnja Stepanić, Bono Lučić, Zoran Marković, Jasmina M. Dimitrić Marković,  PM6 study of free radical scavenging mechanisms of flavonoids: Why is the O–H bond dissociation enthalpy able to effectively represent free radical scavenging activity? J. Mol. Model. 19, 2593-2603, 2013.
  18. Zoran Marković, Dejan Milenković, Jelena Đorović, Jasmina M. Dimitrić Marković, Višnja Stepanić, Bono Lučić, Dragan Amić, PM6 and DFT study of  fee radical scavenging activity of morin, Food Chem. 134, 1754–1760, 2012.
  19. Jasmina M. Dimitrić Marković, Zoran S. Marković, Igor Pašti, Tanja P. Brdarić, Ana Popović Bijelić, Miloš Mojović,  A joint application of spectroscopic,  electrochemical and theoretical approaches in evaluation of the radical scavenging activity of 3-OH flavones and their iron complexes towards  different radical species, Dalton Trans. 41, 7295-7303, 2012.
  20. Zoran Marković, Dejan Milenković, Jelena Đorović, Jasmina M. Dimitrić Marković, Višnja Stepanić, Bono Lučić, Dragan Amić, Free radical scavenging activity of morin 2’-O− phenoxide anion, Food Chem. 135, 2070-2077, 2012.
  21. Zoran S. Marković, Svetlana Marković, Jasmina M. Dimitrić-Marković, Dejan Milenković, Structure and Reactivity of Baicalein Radical Cation, Int. J. Quantum Chem. 112(8), 2009-2017, 2012.
  22. Leposava A. Pavun, Jasmina M. Dimitrić Marković , Predrag T. Đurđević, Milena D. Jelikić-Stankov, Daniela B. Đikanović, Andrija R. Ćirić, Dušan L. Malešev, Development and validation of a fluorometric method for the determine action of hesperidin in human plasma and pharmaceutical form, J. Serb. Chem. Soc. 77 (11) 1625–1640, 2012.
  23. Jasmina M. Dimitrić Marković, Zoran S. Marković, Tanja P. Brdarić, Vesna M. Pavelkić, Milka B. Jadranin, Iron Complexes of Dietary Flavonoids: Combined Sectroscopic and Mechanistic Study of the Free Radical Scavenging  Activity, Food Chem. 129, 1567-1577, 2011.
  24. Jasmina M. Dimitrić Marković, Zoran S. Marković, Tanja P. Brdarić, Nenad D. Filipović, Comparative spectroscopic and mechanistic study of chelation  properties of fisetin and iron in aqeous buffered solutions. Implications on in in  vitro antioxidant activity, Dalton Trans. 40, 4560–4571, 2011.
 
 
 
SerbiaEnglish