Grupa za sintezu i biološka istraživanja organskih spojeva

Područje istraživanja:

– Dizajn i sinteza heterocikličkih spojeva
– Biokemijska analiza
– Određivanje antioksidacijske i antimikrobne aktivnosti

Opis istraživanja:

Veliki problem suvremenog društva je sve češća pojava bakterijske rezistencije na postojeće antibiotike. Rezistencija predstavlja globalnu prijetnju ne samo u području zdravstva već i u procesu proizvodnje i sigurnosti hrane. Stoga se u tu svrhu u našem laboratoriju dizajniraju i sintetiziraju heterociklički spojevi, posebice kvaterne amonijeve soli koje imaju široki spektar biološkog djelovanja te visoki potencijal primjene u biomedicini (antimikrobni reagensi, inhibitori aceilkolinesteraze, protuotrovi, surfaktanti, terapeutici itd.). Sintetizirani spojevi karakteriziraju se temeljnim fizikalno-kemijskim metodama FTIR, NMR i MS, nakon čega slijedi ispitivanje njihove biološke aktivnosti. Antimikrobna aktivnost određuje se koristeći različite vrste gljivica i bakterija (Gram pozitivni i Gram negativni sojevi), a mjerenja antioksidacijskog kapaciteta izvode se na zdravim staničnim linijama, ali i korištenjem nekoliko in vitro metoda poput DPPH i ORAC. Zdrave i tumorske stanične linije koriste se za procijenu biološke dostupnosti te prilikom određivanja citotoksičnosti sintetiziranih spojeva pomoću metode MTT.

– izv.prof. dr.sc. Mirjana Skočibušić
– izv.prof. Ines Primožič, Kemijski odsjek, PMF Zagreb

Kontakti s akademskim i drugim institucijama:

– PMF Zagreb, Kemijski odsjek
– IRB Zagreb
– Institut za medicinska istraživanja i medicinu rada, Zagreb

Opis dosadašnje suradnje:

Voditeljica grupe je bila suradnik na projektu Ministarstva znanosti, obrazovanja i sporta RH „Sinteze i enzimske transformacije biološki aktivnih spojeva“ (voditeljica S. Tomić-Pisarović) od 2007. do 2014. g. gdje je radila na dizajnu, sintezi i karakterizaciji organskih spojeva u svrhu ispitivanja njihove biološke aktivnosti. U suradnji s navedenim institucijama voditeljica grupe je objavila nekoliko relevantih radova iz područja sinteze biološko aktivnih spojeva i njihovih kinetičkih ispitivanja u interakcijama s enzimima, kao i antimikrobne aktivnosti pripravljenih surfaktanata.

Planovi budućih istraživanja:

Osnovni cilj budućih istraživanja je sinteza, strukturna analiza novih vrsta heterocikličkih spojeva kao što su kinuklidinijevi, imidazolijevi, benzilimidazolijevi i oksazolijevi derivati, koji su česti sastavni dijelovi spojeva sa širokim spektrom bioloških djelovanja. Naglasak sinteze će biti na kvaternim amonijevim solima navedenih derivata koji imaju široku primjenu kao surfaktanti, antimikrobni agensi, s izraženim antioksidacijskim djelovanjem. Ova istraživanja proširit će se na biološku evaluaciju svih pripravljenih spojeva, a provoditi će se, jednim dijelom, u suradničkim institucijama u svrhu korelacije struktura derivata s njihovom biološkom aktivnošću. Biološka istraživanja obuhvatit će antibakterijsko, antifungalno i antioksidacijsko djelovanje. Također će se ispitati i citotoksičnost spojeva jer nove spoznaje kojima su usmjerena naša istraživanja otvoriti će mogućnosti pronalaženja učinkovitih novih biološki aktivnih spojeva za potrebe: farmaceutske i kemijske industrije, medicine, biotehnologije te ekologije.

Popis odabranih znanstvenih radova:

Članak u časopisima
1. Odžak, R.; Skočibušić, M.; Šprung M.; Soldo B.; Gudelj M.; Muić A.; Primožič, I. Quaternary quinuclidinium salts with different substituent at position 3: Synthesis, antimicrobial and antioxidative activities, poslan rad
2. Skočibušić, M.; Odžak, R.; Štefanić, Z.; Križić, I.; Krišto, L.; Jović, O.; Hrenar, T.; Primožič, I.; Jurašin, D. (2016). Structure-Property Relationship of Quinuclidinium Surfactants – Towards Multifunctional Biologically Active Molecules. Colloids and surfaces. B, Biointerfaces, 140 548-559.
3. Odžak, R.; Skočibušić, M.; Maravić, A. (2013). Synthesis and antimicrobial profile of N-substituted imidazolium oximes and their monoquaternary salts against multidrug resistant bacteria, Bioorganic & medicinal chemistry, 21 23; 7499-7506.
4. Odžak, R.; Čalić, M.; Hrenar, T.; Primožič, I.; Kovarik, Z. (2007). Evaluation of monoquaternary pyridinium oximes potency to reactivate tabun-inhibited human acetylcholinesterase, Toxicology, 233 1-3; 85-96.
5. Odžak, R.; Primožič, I.; Tomić, S. (2007). 3-Amidoquinuclidine Derivatives: Synthesis and Interaction with Butyrylcholinesterase, Croatica Chemica Acta, 80 1; 101-107.
6. Odžak, R.; Tomić, S. (2006). 3-Amidoquinuclidine derivatives: synthesis of compounds and inhibition of butyrylcholinesterase, Bioorganic Chemistry, 34 2; 90-98.

znanstveni i stručni rad u zborniku i zbirci radova

1. Odžak, R.; Primožič, I.; Gudelj, M.; Muić, A.; Skočibušić, M. (2016) Quaternary ammonium salts differing in the substituent at position 3 of quinuclidine ring: synthesis and antimicrobial activity. 17th Tetrahedron Symposium Challenges in Biological, Bioorganic, Organic & Medicinal Chemistry, Sitges, Španjolska Elsevier (72).
2. Odžak, R.; Skočibušić, M.; Puizina, J.; Čikeš Čulić, V.; Primožič, I. (2016) Evaluation of inhibitory effects of racemic and enantiomerically pure N-benzyl-3-amidoquinuclidinim salts against extended spectrum β-lactamase-producing pathogens. 17th Tetrahedron Symposium Challenges in Biological, Bioorganic, Organic & Medicinal Chemistry, Sitges, Španjolska Elsevier (21).
3. Primožič, I.; Skočibušić, M.; Hrenar, T.; Odžak, R. (2016) Discovery of novel imidazolium oximes as modulators for extended-spectrum β-lactamases-induced multidrug resistance in Gram-negative bacteria. 17th Tetrahedron Symposium Challenges in Biological, Bioorganic, Organic & Medicinal Chemistry, Sitges, Španjolska Elsevier (83).
4. Skočibušić, M.; Odžak, R.; Primožič, I. (2016) Quinuclidinium surfactants enhance drug activity against diverse fungal pathogens. 17th Tetrahedron Symposium Challenges in Biological, Bioorganic, Organic & Medicinal Chemistry Sitges, Španjolska Elsevier (126).
5. Tomić-Pisarović, S.; Simeon-Rudolf, V.; Odžak, R. (2007) Pyridinium, imidazolium and quinuclidinium compounds: synthesis, interaction with cholinesterases, and potential antidotes of organophosphorus compounds. IUPAC/OPCW International Workshop, The Impact of Advances in Science and Technology on the Chemical Weapons Convention, Zagreb. Book of Abstract / Škare, Danko; Bowman, Katherine; Lekić, Tamara (ur.). Zagreb : Croatian Society of Chemical Engineers (57-59).

Područja pametne specijalizacije

Tematsko prioritetno područje ZDRAVLJE I KVALITETA ŽIVOTA
Potpodručje Farmaceutika, biofarmaceutika, medicinska oprema i uređajie
Indikativne IRI teme:
otkriće i razvoj lijekova za ljude i životinje – novi kemijski i biotehnološki entiteti, novi postupci kemijske sinteze za generičke tvari, proizvode ili nove entitete (tj. molekule pod patentnom zaštitom)