Група за моделовање и карактеризацију металних комплекса са потенцијалном антиканцер активношћу

ОБЛАСТ ИСТРАЖИВАЊА 

Примењена спектрохемија; биолошка хемија; теоријска хемија

КРАТАК ОПИС ИСТРАЖИВАЊА 

• Синтеза и физичкохемијска карактеризација нових лиганада и њихових комплекса. Истраживања у нашој групи обухватају синтезу и физичкохемијску карактеризацију нових лиганада (из групе кумарина, катехоламина, хидразина,  хидразида, ..) и њихових комплекса sa прелазним и другим металима (Cu, Ru, Ni, Fe, Co,…) са потенцијалном антиканцер активношћу. Eкспериментална испитивања структуре и активности новосинтетисних једињења обухватају најсавременије структурне и спектроскопске методе (X-ray, NMR, FTIR, MS,…) док теоријска испитивања обухватају примену Теорије фукционала густине (DFT), Квантне теорије атома у молекулу (QTAIM) и Теорије природних орбитала (NBO) као и рачунарске симулације, молекулски докинг и молекулску динамику (MD). Такође се примењују и алгоритми вештачке интелигенције који се користе за карактеризацију постојећих и моделовање нових структура комплекса са жељеним карактеристикама. У сарадњи са другим истраживачким групама врше се и in vitro и in vivo испитивања, биолошке, антиканцер активности новосинтетисаних једињења на више нивоа.
• Испитивање антиокисдационе/прооксидационе активности новосинтетисаних лиганада и њихових комплекса. С обзиром на чињеницу да у развоју  рака у ћелијама постоји измењено редокс окружење и да постоји двојака улога реактивних радикалских врста (првенствено кисеоника) један од проблема којима се бави наша група је и испитивање антиоксидационе/прооксидационе активности новосинтетисаних лиганада и њихових комплекса. У раду се примењују комплементарни експериментални и теоријски приступи у испитивању механизама антиоксидационог деловања једињења уз постављање модела са дескрипторима који имају физчкохемијско значење 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), …).
• Протеин-лиганд интеракције. Применом експерименталних (спектрофлуориметрија) и теоријских метода (молекулски докинг и молекулска динамика) могуће је окарактерисати типове интеракција између молекула протеина (најчешће транспорних протеина, албумина) и новосинтетисаних лиганада и њихових комплекса. Испитивањем понашања малих молекула на местима везивања за циљане молекуле протеина објашњавају се основни биохемијски процеси, предвиђају конформациони облици лиганада, њихови положаји и оријентације на местима везивања за молекуле протеина.

СЛИКА 1. Везивање  Cu-PLAG (PLAG – пиридоксал-аминогуанидин) комплекса са ДНК структуром: само Cu(II)-PLAG  комплекса (а), Cu(II)-PLAG    комплекс са SO₄^2- контрајоном (DNA-SO₄ ) (б) и Cu(II)-PLAG  комплекс са NO₃^– контрајоном (в). Сферама су представљени контрајони.

ЧЛАНОВИ ИСТРАЖИВАЧКЕ ГРУПЕ 

• Проф. Јасмина Димитрић Марковић, редовни професор
  • https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6602777268
• Душан Димић, доцент
  • https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57200002881
• Александра Ракић, доцент
  • https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=58578041400

СЛИКА 2. Заједничка фотографија свих чланова групе

СПИСАК ДОСТУПНЕ ИСТРАЖИВАЧКЕ ОПРЕМЕ

• Рамански спектрометар Thermo Scientific DXR Raman microscope
• FTIR спектрометар Avatar 370 -Thermo Nicolet
• FTIR спектрометар iS20 – Тhermo Scientific Nicolet
• Evolution 220,  Thermo Scientific UV-Vis Spectrophotometer
• ЕПР спектрометар Bruker Elexsys E540 EPR
• Спектрофлуориметар Agilent Carey Eclipse

НАУЧНА САРАДЊА И ПРОЈЕКТИ 

Сарадња са научним институцијама у земљи 

• Институт за медицинска истраживања, Универзитет у Београду
• Институт за информационе технологије, Универзитет у Крагујевцуа
• Институт за биолошка истраживања „Синиша Станковић”, Универзитет у Београду
• Пољопривредни факултет Унивезитета у Београду
• Природно-математички факултет Унивезитета у Новом Саду
• Медицински Факултет Универзитета у Београду
• Институт за молекуларну генетику и генетичко инжењерство, Универзитет у Београду

Сарадња са научним институцијама у иностранству

• Sapienza, University of Rome, Италија
• University of Applied Sciences Merseburg, Немачка
• Пољопривредни факултет Унивезитета у Осијеку, Република Хрватска

Актуелни пројекти 

• Design of novel organotin (IV) compounds as potential anticancer agents: New challenges in drug delivery“ , пројекат билатералне сарадње између Републике Србије и Немачке, финансиран од стране Министарствa науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије  и Немачкa службa за академску размену  – DAAD, време трајања од 1.1.2023. до 31. 12. 2024. Године; руководилац проф. Небојша Пантелић, Пољопривредни факултет Универзитета у Београду;  учесници са Факултета за физичку хемију су проф. Јасмина Димитрић Марковић и доцент Душан Димић).
• DAAD HAW EURA Bridge (subproject „Balkan Network 2.0“), пројекат финансиран од стране Немачке службе за академску размену – DAAD; време трајања од 1.1. 2024. до 31. 12. 2025; кординатор испред  Факултета за физичку хемију је проф. Јасмина Димитрић Марковић а учесник доцент Душан Димић.

Изабрани завршени пројекти

• “Development of novel tumor-selective coumarin derivatives and complexes” пројекат сарадње српске науке са дијаспором, Knowledge Exchange Voucher, 2021−2023; финансиран од стране Фонда за науку Републике Србије, руководилац пројекта проф. Јасмина Димитрић Марковић.
• Назив пројекта, у оквиру ког позива је одобрен, од чије стране финансиран, период реализације, руководилац, учесници, линк ка интернет страници пројекта (уколико постоји)

ПУБЛИКАЦИЈЕ 

Изабрани радови у међународним научним часописима

• T. Eichhorn, M.Đošić, D. Dimić, I. Morgan, D.Milenković, R. Rennert, A. Amić, Z.  Marković, G. N. Kaluđerović, J. Dimitrić Marković, Ru(II)-Nitrophenylhydrazine/Chlorophenylhydrazine Complexes: Nanoarchitectonics, Biological Evaluation and In silico Study, Eur. Ј. Inorg. Chem., 27(13) (2024), e202300683 https://doi.org/10.1002/ejic.202300683
• O. A. O. Alshammari, S. Maisara, B. Alshammari, M. R. Alshammari, V. Rakić, J. Dimitrić Marković, V. Jevtović, D. Dimić, Theoretical insights into different complexation modes of dioxovanadium(V) compounds with pyridoxal semicarbazone/thiosemicarbazone/S-methyl-iso-thiosemicarbazone ligands, Molecules, 29 (2024), 1213. https://doi.org/10.3390/molecules29061213
• G. Ludwig, I. Ranđelović, D. Dimić, T. Komazec, D. Maksimović-Ivanić, S. Mijatović, T. Rüffer, G. N. Kaluđerović, (Pentamethylcyclopentadienyl)chloridoiridium(III) Complex Bearing Bidentate Ph₂PCH₂CH₂SPh-κP,κS Ligand, Biomolecules, 14 (2024), 420. https://doi.org/10.3390/biom14040420
• B. Kordić, D. Dimić, V. Despotović, B. Jović, Spectroscopic and theoretical investigation of solvent effect on N−H∙∙∙O, N−H∙∙∙N, N−H∙∙∙π interactions in complexes of N-monosubstituted benzamides, J. Mol. Liq., 399, 124472, 2024. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2024.124472
• V. Jevtović, L. Golubović, O. A. O. Alshammari, M. S. Alhar, T. Y. A. Alanazi, A. Radulović, Đ. Nakarada, J. Dimitrić Marković, A. Rakić, D. Dimić, Structural, Antioxidant, and Protein/DNA-Binding Properties of Sulfate-Coordinated Ni(II) Complex with Pyridoxal-Semicarbazone (PLSC) Ligand, Inorganics, 12 (2024) 280 https://doi.org/10.3390/inorganics12110280
• V. Jevtovic, M. S. O. Alhar, D. Milenković, Z. Marković, J. Dimitrić Marković, D. Dimić, Synthesis, Structural Characterization, Cytotoxicity, and Protein/DNA Binding Properties of Pyridoxylidene-Aminoguanidine-Metal (Fe, Co, Zn, Cu) Complexes, Int. J. Mol. Sci., 24 (2023) 14745 https://doi.org/10.3390/ijms241914745
• T. Eichhorn, F. Kolbe, S. Mišić, D. Dimić, I. Morgan, M. Saoud, D. Milenković, Z. Marković, T. Rüffer, J. Dimitrić Marković, G. N. Kaluđerović, Synthesis, Crystallographic Structure, Theoretical Analysis, Molecular Docking Studies, and Biological Activity Evaluation of Binuclear Ru(II)-1-Naphthylhydrazine Complex,  Int. J. Mol. Sci., 24 (2023) 689. https://doi.org/10.3390/ijms24010689
• D. S. Dimić, G. N. Kaluđerović, E. H. Avdović, D. A. Milenković, M. N. Živanović, I. Potočnak, E. Samol’ová, M. S. Dimitrijević, L. Saso, Z. S. Marković, J. M. Dimitrić Marković, Synthesis, Crystallographic, Quantum Chemical, Antitumor, and Molecular Docking/Dynamic Studies of 4-Hydroxycoumarin-Neurotransmitter Derivatives, Int. J. Mol. Sci., 23(2) (2022), 1001. https://doi.org/10.3390/ijms23021001
• D. Dimić, D. Milenković, E. Avdović, Đ. Nakarada, J. Dimitrić-Marković, Z. Marković, Advanced oxidation processes of coumarins by hydroperoxyl radical: An experimental and theoretical study, and ecotoxicology assessment, Chem. Eng. J., 424 (2021), 130331. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130331
• D. S. Dimić, Z. S. Marković, L. Saso, E. H. Avdović, J. R. Đorović, I. P. Petrović, D. D. Stanisavljević, M. J. Stevanović, I. Potočňák, E. Samoľová, S. R. Trifunović, J. M. Dimitrić Marković, Synthesis and Characterization of 3-(1-((3,4-Dihydroxyphenethyl) amino)ethylidene)-chroman-2,4-dione as a Potential Antitumor Agent, Oxid. Med. Cell. Longev., 2019 (2019), 2069250,  https://doi.org/10.1155/2019/2069250