Biomolekularne interakcije i spektroskopija

Laboratorij za biomolekularne interakcije i spektroskopiju

Grupa se bavi dizajnom i sintezom novih malih molekula koje pokazuju aktivnost prema DNA/RNA i proteinima, te određivanjem afiniteta i načina vezanja malih molekula na DNA/RNA i proteine.

left right

Osnovni ciljevi istraživanja:
Grupa se bavi dizajnom i sintezom novih malih molekula koje ciljaju DNA/RNA i proteine, te određivanjem afiniteta i načina nekovalentnog vezanja malih molekula. Glavni ciljevi istraživanja su prepoznavanja:

a) specifičnosti sekundarnih struktura različitih DNA/RNA

b) određene nukleobaze ili slijeda nukleobaza unutar DNA/RNA (uglavnom ss-polinukleotida), što se očituje razlikom afiniteta i/ili razlikom spektroskopskog odgovora prilikom vezanja male molekule na DNA/RNA.

c) multifunkcionalne probe : male molekule koje se vežu na više meta jednakim afinitetom, al iza svaku od meta daju bitno drukčiji spektrofotopetrijski odgovor (fluorimetrija, UV/Vis, CD , …)

d) proteini: male molekule kao probe, inhibitori ili supstati

e) ispitivanja u stanici: ulaz, distribucija i biološka aktivnost fluorescentnih malih molekula prate se konfokalnom mikroskopijom
Osnovna struktura malih molekula koje se dizajniraju i sintetiziraju u grupi sadržava heterocikličke aromatske sustave i supstituente koji kontroliraju selektivnost.

Raspoloživost stručnih i znanstvenih studija nekovalentnih interakcija malih molekula s biomakromolekulama:
Sve je veći broj  i složenost metoda pomoću kojih se ispituju interakcije malih molekula s biološki važnim makromolekulama. Stoga zahtjevi istraživanja nadilaze mogućnosti jedne osobe, te su za kvalitetan znanstveni rad u tom području postali nužni istraživački timovi. Veliki broj istraživačkih grupa u Republici Hrvatskoj i inozemstvu povremeno ili stalno imaju potrebu ispitivati interakcije malih molekula s biomakromolekulama na najjednostavnijem nivou (mala molekula + biomakromolekula u biološki relevantnom mediju) te smo zbog toga u zadnjih 10 godina objavili zajedničke rezultate s 12 istraživačkih grupa.
 

Multidisciplinarna istraživačka linija:

Istraživanja LBIS (dizajn, sinteza, ispitivanje DNA/RNA ili protein aktivnih spojeva) su intenzivno povezana logičnom i vrlo efikasnom suradnjom s grupama koje ispitujuin vitrobiološku aktivnost malih molekula koja se najčešće zasniva na direktnim ili indirektnim oštećenjima stanične DNA ili RNA (dr. M. Kralj, IRB; prof. Glavaš; Medicinski fakultet Osijek/Klinička bolnica Osijek). Bitno je naglasiti kako informacije o interakcijama spoj-biomakromolekula na najjednostavnijem nivou u pravilu značajno štede vrijeme i vrlo skupi materijal bioloških ispitivanja te vrlo često utječu na izbor detaljnijih metoda ispitivanja mehanizama djelovanja.

Biserka Žinić
Prof. dr. sc.

znanstveni savjetnik
+385 1 456 1066
1466
099 309 3322

Dijana Saftić
dr. sc.

viša asistentica
+385 1 456 1066
1466

Ivo Crnolatac
dr. sc.

znanstveni suradnik
+385 1 457 1326
1537

Ivo Piantanida
dr. sc.

znanstveni savjetnik
voditelj laboratorija
+385 1 457 1326
1537

Lidija-Marija Tumir
dr. sc.

Znanstvena suradnica
+385 1 457 1220
1775

Marijana Radić Stojković
dr.sc.

Viši znanstveni suradnik
+385 1 457 1220
1775

Renata Kobetić
dr. sc.

znanstveni suradnik
+385 1 457 1220
1775 1523

Željka Ban
dr.sc.

viša asistentica
+385 1 456 1066
1466

B) HAMAG-BICRO Program provjere inovativnog koncepta: PoC6_11_47 "Nova dijagnostička metoda za demenciju Alzheimerovog tipa"

Glavni istraživač / voditelj: Ivo Crnolatac

Ovim projektom provjerit će se validnost nove dijagnostičke metode za demencije Alzheimerovog tipa. Na projektu sudjeluju znanstvenici LBIS i Laboratorija za molekularnu neuropsihijatriju (LMNP), partneri su specijalisti i znanstvenici Zavoda za biologijsku psihijatriju i psihogerijatriju, Klinike za psihijatriju Vrapče

više »

C) Europski socijalni fond ESF - HR.3.2.01-0254 "Jačanje kapaciteta u medicinskoj kemiji i istraživanju bioaktivnih sustava".

Glavni istraživač / voditelj: Ivo Piantanida

Projektni tim Instituta Ruđer Bošković sastavljen od pet mladih istraživača i poslijedoktoranada provesti će konkurentno znanstveno istraživanja u područja medicinske kemije relevantno za farmaceutsku industriju Republike Hrvatske i sektor zdravlja. Jačanje upravljačkih i istraživačkih kompetencija mladih istraživača i poslijedoktoranada provest će se edukacijom na odabranim stručnim radionicama. Diseminacija rezultata projekta provest će se u cilju ostvarenja suradnje sa znanstvenicima u Europskom istraživačkom prostoru i s poslovnim sektorom Republike Hrvatske.

više »
D) Multifunctional molecular sensing of DNA/RNA secondary structure by chemical sensors - DNA/RNA-MolSense

D) Multifunctional molecular sensing of DNA/RNA secondary structure by chemical sensors - DNA/RNA-MolSense

Glavni istraživač / voditelj: Ivo Piantanida

Molecular recognition of nucleic acids is of fundamental importance e.g. for gene transcription and regulation, protein synthesis or cell-division. Small molecules selectively targeting specific DNAs or RNAs are therefore highly interesting not only to understand such processes in more detail on a molecular level but also for potential medicinal applications, as sensors or probes for fluorescence based bioimaging as well as for analytical purposes in isolated biosamples.

više »
E) Innomol: New Molecular Solutions in Research and Development for Innovative Drugs

E) Innomol: New Molecular Solutions in Research and Development for Innovative Drugs

The largest infrastructure project with the highest budget in natural sciences ever to be conducted in Croatia will foster a research pipeline at the RBI and facilitate innovation and technology for the investigation of relevant diseases such as cancer.

više »

F) Dizajn, sinteza i ispitivanje interakcija malih molekula s DNA, RNA i proteinima.

Glavni istraživač / voditelj: Ivo Piantanida

Projekt MZOŠ-a "DIZAJN, SINTEZA I ISPITIVANJE INTERAKCIJA MALIH MOLEKULA S DNA, RNA I PROTEINIMA" broj 098-0982914-2918 (voditelj Ivo Piantanida)

više »

Hrvatsko-njemački bilateralni Projekt

Glavni istraživač / voditelj: Ivo Piantanida

2012 – 2013: hrvatsko-njemački bilateralni Projekt s Prof. Frank Würthner, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Njemačka

više »

Hrvatsko-slovenski bilateralni projekt

Glavni istraživač / voditelj: Ivo Piantanida

2012 – 2013: hrvatsko-slovenski bilateralni Projekt s Prof. Jurij Lah, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Slovenija

više »
Mikrokalorimetrija

Mikrokalorimetrija

MicroCal VP-ITC;

TA Instruments DSC

više »
Mikroviskozimetrija

Mikroviskozimetrija

Lovis 2000 M je viskozimetar s kotrljajućom kuglicom, koji mjeri vrijeme kotrljanja kuglice kroz tekućine prema Hoeppler-ovom principu.

više »
Varian Eclipse s termostatom

Snimanje fluorimetrom Agilent Eclipse

Fluorimetar Agilent Eclipse

više »
CD-ORD spektrometar Jasco J-815

Spektrometar cirkularnog dikroizma i optičke rotacijske disperzije

Spektrometar Jasco J-815 ima mogućnost snimanja spektara CD (cirkularnog dikroizma) te ORD (optičkog rotacijskog dikroizma) te simultano snimanje nekoliko varijanti UV/vis spektara.
Za vrijeme snimanja instrument je pod obaveznim protokom dušika, a koji podešava odgovorna osoba.

više »
Spektrometar srednjeg infracrvenog zračenja

Spektrometar srednjeg infracrvenog zračenja

Fourier Transform Infrared (FTIR) spektrometar ABB Bomem MB102 ima mogućnost snimanja.infracrvenih spektara krutih i tekućih uzoraka u transmisiji i refleksiji te na različitim temperaturama u spektralnom području 4000 – 200 cm-1.

više »
UV/vis spektrometar Varian Cari 100 Bio

Spektrometar ultraljubičastog i vidljivog zračenja

UV / vis spektrometar Varian Cary 100 Bio ima mogućnost dvozračnog (double beam) i jednozračnog (single beam) snimanja.
 Spektralno područje: 190 - 900 nm

više »

Primjeri istraživanja

Prikazani su primjeri prepoznavanja specifičnosti sekundarnih struktura različitih DNA/RNA pomoću malih molekula te prepoznavanje određene nukleobaze ili slijeda nukleobaza unutar molekule DNA/RNA.

više »

Odabrani radovi u periodu 2011 - 2016:

 

J. Matić, F. Šupljika, N. Tir , P. Piotrowski, C. Schmuck, M. Abramić, I. Piantanida*, S. Tomić “Guanidiniocarbonyl-pyrrole -aryl conjugates as inhibitors of human dipeptidyl peptidase III: combined experimental and computational study”RSC Advances, 6, 2016, 83044 – 83052

I. Crnolatac, I. Rogan, B. Majić, S. Tomić, T. Deligeorgiev, G. Horvat, D. Makuc, J. Plavec, G. Pescitelli, I Piantanida* “Small molecule probes finely differentiate between various ds- and ss-DNA and RNA by fluorescence, CD and NMR response”Anal. Chim. Acta(2016) accepted

A. Smolko, F. Šupljika, J. Martinčić, N. Jajčanin-Jozić, M. Grabar-Branilović, S. Tomić, J. Ludwig-Müller, I. Piantanida*, B. Salopek-Sondi „The role of conserved Cys residues in Brassica rapa auxin amidohydrolase: the Cys139 is crucial for the enzyme activity and the Cys320 regulates enzyme stability“Chem. Phys. Phys. Chem. 18 (2016) 8890-8900.

Gershberg, Jana; Radić Stojković, Marijana; Škugor, Marko; Tomić, Sanja; Rehm, Thomas H.; Rehm, Stephanie; Saha-Möller, Chantu R.; Piantanida, Ivo; Würthner, Frank. Sensing of Double-Stranded DNA/RNA Secondary Structures by Water Soluble Homochiral Perylene Bisimide Dyes. // Chemistry - A European Journal. 21 (2015) , 21; 7886-7895

Svečnjak,Lidija;Baranović,Goran;Vinceković,Marko;Prđun,Saša;Bubalo,Dragan;TlakGajger,Ivana.An Approach for Routine Analytical Detection Of Beeswax Adulteration Using FTIR-ATR Spectroscopy, J. Apicult. Sci.59(2)(2015) 37-49.DOI: 10.1515/JAS‑2015-0018.

J. González-García, S. Tomić, A. Lopera, L. Guijarro, I. Piantanida,* E. García-España; “Aryl-bis-(scorpiand)-aza receptors differentiate between nucleotide monophosphates by a combination of aromatic, hydrogen bond and electrostatic interactions”,Org. Biomol. Chem., 13, (2015), 1732–1740.

Šegota,Suzana;Vojta,Danijela;Kendziora,Dania;Ahmed,Ishtiaq;Fruk,Ljiljana;Baranović,Goran.Ligand-Dependent Nanoparticle Clustering within Lipid Membranes Induced by Surrounding Medium,J. Phys. Chem. B119(2015)5208–5219.DOI: 10.1021/acs.jpcb.5b00898.

Svečnjak, Lidija; Bubalo, Dragan;Baranović, Goran; Novosel, Hrvoje. Optimization of FTIR-ATR spectroscopy for botanical authentication of unifloral honey types and melissopalynological data prediction,Eur. Food Res. Technol.240(2015) 1101-1115. DOI 10.1007/s00217-015-2414-1.

Šegota,Suzana;Vojta,Danijela;Pletikapić,Galja;Baranović,Goran.Ionic strength and composition govern the elasticity of biological membranes. A study of model DMPC bilayers by force and transmission IR spectroscopy,Chem.Phys. Lipids,186(2015) 17–29.

Saftić, Dijana; Vianello, Robert; Žinić, Biserka. 5-Triazolyluracils and Their N1-Sulfonyl Derivatives: Intriguing Reactivity Differences in the Sulfonation of Triazole N1'-Substituted and N1'-Unsubstituted Uracil Molecules. // European journal of organic chemistry. 35 (2015) ; 7695-7704 (journal article).

Zimmermann, Boris; Baranović, Goran; Gembarovski, Dubravka. Experimental and theoretical study of the cation binding properties of macrocyclic dehydrodibenzopyrido[15]annulenes, Spectrochim. Acta Part A. 137(2015) 730-739.

Klepac, Damir; Ščetar, Mario; Baranović, Goran; Galić, Kata; Valić, Srećko. Influence of high doses γ-irradiation on oxygen permeability of linear low-density polyethylene and cast polypropylene films, Radiation Phys. Chem.97(2014) 304-312.

L.-M. Tumir, I. Crnolatac, T. Deligeorgiev, A. Vasilev, S. Kaloyanova, M. Grabar Branilović, S. Tomić, I. Piantanida, Chem., Eur. J., 18 (2012), 3859–3864

L.-M. Tumir, M. Radić Stojković, I. Piantanida*; “Come-back of phenanthridine and phenanthridinium derivatives in 21st century”,Beilstein J. Org. Chem.10, (2014), 2930–2954.

J. Wu, Y. Zou, W. Sicking, I. Piantanida, T. Yi, C. Schmuck,J. Am. Chem. Soc. , 134 (2012), 1958–1961.

K. Klemm, M. Radić Stojković, G. Horvat, V. Tomišić, I. Piantanida, C. Schmuck;Chem., Eur. J., 18 (2012) 1352–1363.

M. Radić Stojković, S. Miljanić, K. Mišković, Lj. Glavaš-Obrovac, I. Piantanida;Mol. BioSyst., 7 (2011) 1753–1765.