Ћир    Lat    Eng
 

Grupa za eksperimentalno i teorijsko ispitivanje antioksidacione aktivnosti biološki aktivnih molekula

 

OBLAST ISTRAŽIVANJA / NAZIV ISTRAŽIVAČKE GRUPE

Eksperimentalno i teorijsko ispitivanje antioksidacione aktivnosti biološki aktivnih molekula

KRATAK OPIS ISTRAŽIVANJA

Istraživanja u našoj grupi obuhvataju eksperimentalna i teorijska ispitivanja antioksidacione i antiradikalske aktivnosti fenolnih, polifenolnih i drugih jedinjenja (primarno iz klase flavonoida, fenolnih kiselina i kateholamina). U radu se primenjuju  komplementarni eksperimentalni i teorijski pristupi u ispitivanjima mehanizama antioksidacionog delovanja molekula  i vrše ispitivanja na relaciji struktura-aktivnost molekula uz postavljanje modela na deskriptorima s fizčkohemijskim značenjem u cilju ukazivanja na moguće mehanizme delovanja.

Uspostavljanje odnosa na nivou struktura – antiradikalska aktivnost se vrši za  biološki relevantne kiseonik-centrirane (hidroksi, peroksi, superoskid anjon, aksorbil i hlorovani metilperoksi), azot-centrirane (azot-monoksid) kao i model radikale (2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) i 2,2’-azino-bis(3-etilbenzotiazolin-6-sulfonske kiseline) (ABTS)). Kvantitativni parametri redukcije ispitivanih radikala (ES50 vrednost, antiradikalska snaga, reakciona stehiometrija, broj molova DPPH redukovanih jednim molom antioksidansa, troloks ekvivalent (Trolox Equivalent Antioxidant Capacity assays – TEAC) vrednosti, površine ispod maksimuma u spektrima elektronske paramagnetske rezonancije) se korelišu sa strukturom molekula, brojem, vrstom i položajem supstituenata.

Teorijski se ispituju mogući mehanizmi antiradikalskog delovanja u različitim rastvaračima. Termodinamički najpovoljniji mehanizmi delovanja ispitivanih molekula se kvantitativno izražavaju preko fizičkohemijskih deskriptora kao što su: entalpija disocijacije veze (Bond Dissociation Enthalpy – BDE), jonizacioni potencijal (Ionization Potential – IP), entalpija disocijacije protona (Proton Dissociation Enthalpy – PDE), afinitet prema protonu (Proton Affinity – PA) i entalpija prenosa elektrona (Electron Transfer Enthalpy – ETE). Pored termodinamičkih koriste se i kinetički parametri (konstante brzina prema teoriji prelaznog stanja i Markusove teorije) kako bi se u potpunosti opisao najpovoljniji mehanizam. Dobijeni rezultati za antiradikalsku aktivnost se korelišu sa postojećim literturskim podacima u cilju razvoja QSAR (quantitative structure – activity relationship) modela koji omogućavaju procenu antiradikalske aktivnosti nedovoljno ispitanih molekula, ili predviđaju strukturu novih antioksidanasa tačno željenih strukturnih karakteristika i aktivnosti.

Osetljivost fluorescentnih parametara na promene u biološki aktivnim molekulima, kao što su proteini, omogućava korišćenje fluorescentnih merenja u karakterizaciji molekulskih mehanizama bioloških funkcija proteina. Ispituju se konformacione i dinamičke promene u proteinima (serum albuminu izolovanog iz seruma govečeta i humanog seruma) koje nastaju kao posledica vezivanja ispitivanih molekula za matriks proteina. Prate se uticaji parametara sredine (temperatura, pH,…) na unutrašnju fluorescenciju pomenutog proteina. Rastojanje između donora (molekula proteina) i akceptora (antioksidanasa) dobijaju se primenom Firsterove (Förster) teorije. Određuju se konstante vezivanja kao i broj vezivnih mesta karakterističan za određeni antioksidans. Na osnovu vrednosti termodinamičkih funkcija stanja, ΔG° (Gibsova slobodna energija), ΔH° (entalpija) i ΔS° (entropija), utvrđuje se tip veze koja se formira između proteina i određenog antioksidansa.  Metoda „molekulskog spajanja“ (molecular docking), kao jedna od najčešće korišćenih teorijskih metoda u savremenom, strukturno zasnovanom, dizajniranju lekova, se primenjuje u cilju predviđanja onih konformacija malih ligandnih molekula (ispitivanih antioksidanasa) koje su ključne u njihovom vezivanju za serum albumin.

Ispitivanja antibakterijske, antifungicidne i antikvorum aktivnosti jedinjenja fenolne i polifenolne strukture omogućava praćenje uticaja ispitivanih molekula na proces kretanja ćelija određenih mikroorganizama i formiranje biofilma.

ČLANOVI ISTRAŽIVAČKE GRUPE (pobrojani sa zvanjima)

  • Dr Jasmina Dimitrić Marković, redovni profesor
  • Dušan Dimić, asistent

SPISAK DOSTUPNE ISTRAŽIVAČKE OPREME

  • Ramanski spektrometar Thermo Scientific DXR Raman microscope
  • FTIR spektrometar Avatar 370 -Thermo Nicolet
  • EPR spektrometar Bruker Elexsys E540 EPR
  • NMR spektrometar Varian Gemini 200 MHz
  • ULJ-vidljivi spektrometar Thermo Scientific 220
  • klaster MEDFLOW (336 procesora i 21 nod)

SARADNJA I PROJEKTI

Projekti koji traju:

  • „Dinamika nelinearnih fizičkohemijskih i bioloških sistema sa modeliranjem i predviđanjem njihovih ponašanja pod neravnotežnim uslovima”, (Ministarstvo prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije, projekat br. 172015)
  • „Struktura i dinamika molekulskih sistema u osnovnim i pobuđenim elektronskim stanjima“, (Ministarstvo prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije, projekat br. 172040)

Institucije sa kojima se sarađuje:

  • Državni Univerzitet u Novom Pazaru, Republika Srbija
  • Prirodno matematički fakultet Univerziteta u Kragujevcu, Republika Srbija
  • Istraživačko razvojni centar za bioinženjering- BIOIRC,  Kragujevac, Republika Srbija
  • Karolinska Institut, Stokholm, Švedska
  • Institut „Ruđer Bošković“ – Zagreb, Republika Hrvatska
  • Poljoprivredni fakultet Univeziteta u Osijeku, Republika Hrvatska
  • Torlak, institut za imunologiju i virologiju, Beograd, Republika Srbija

ODABRANE PUBLIKACIJE

  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.
 
 
 
MENI