Search

Receptor za epidermalni faktor rasta je jedan u nizu tirozin kinaznih receptora stanične membrane koji vezanjem specifičnih liganada inducira aktivaciju nizvodnih signalnih puteva koji za rezultat imaju proliferaciju diferencijaciju, migraciju i supresiju apoptoze u stanici. Znajući da se strukturna konformacija receptora mijenja ovisno o vezanom ligandu tijekom procesa internalizacije receptora, cilj ovog rada je ispitati razlike u konformaciji kinaznih domena u sklopu homo/heterodimera inducirane dvjema čimbenicima rasta, tj. izvanstaničnim ligandima EGF i TGF-alfa, te sa i bez pristunosti negativnog regulatora iz citosola, Mig6. Ispitivanje se provodilo na transfektiranim CHO-K1 stanicama iz kojih su se izolirani proteini analizirali pomoću Western blot metode. Istraživanje je pokazalo da se kontakti u kinaznim domenama homodimera razlikuju ovisno o vezanom ligandu te da su kontakti u heterodimerima različiti od onih u homodimerima. The epidermal growth factor receptor is one in a series of transmembrane tyrosine kinase receptors that, by binding specific ligands, induce the activation of downstream signaling pathways that result in proliferation, differentiation, migration, and apoptosis suppression of the cell. Knowing that the structural conformation of the receptor changes depending on the bound ligand during the receptor internalization process, the aim of this study is to examine differences in the conformation of kinase domains within homo/heterodimers induced by different growth factors, i.e. extracellular ligands EGF and TGF-alfa, and with or without the presence of a negative regulator from cytosol, Mig6. The assay was performed on transfected CHO-K1 cells from which isolated proteins were analyzed using the Western blot method. The study showed that the contacts in the kinase domains of homodimers differ depending on the bound ligand and that the contacts in heterodimers are different from those in homodimers.

An estrone–salicylaldehyde thiosemicarbazone hybrid (estrone–TSC) containing integrated domains was designed and synthesized with excellent yield via the condensation reaction of thiosemicarbazide and 2-formyl-estrone under optimized microwave reaction conditions. A structurally related bicyclic derivative (thn-TSC) starting from 5, 6, 7, 8-tetrahydro-1-naphtol (th-1-n) was also prepared in addition to their copper(II) complexes. The ligands have somewhat higher pKa values determined for the deprotonation of the hydroxyl group by UV-visible spectrophotometric and fluorometric titrations than the reference compound salicylaldehyde thiosemicarbazone (STSC), and are neutral at physiological pH. The novel conjugates are more lipophilic and possess higher membrane permeability than STSC based on the n-octanol/water partitioning and the parallel artificial membrane permeability assays, respectively. The isolated [Cu(estrone–TSCH−2)] and [Cu(thn-TSCH−2)] complexes were characterized by ESI-MS, UV-visible and EPR spectroscopy and a detailed solution study was performed to reveal their stoichiometry, stability and reduction by glutathione. The crystal structure of the ligand thn-TSC and its complex [Cu(thn-TSCH−1)Cl] was studied by single crystal X-ray diffraction method. The complexes are fairly stable at pH 7.4, the observed stability order is STSC < thn-TSC < estrone–TSC, and are able to oxidize glutathione readily. The novel ligands thn-TSC and estrone–TSC were found to be only moderately cytotoxic against several human cancer cell lines ; however rather low IC50 values were measured in the hormone-responsive MCF-7 breast cancer cell lines (thn-TSC: 3.7 μM, estrone–TSC: 6.4 μM). The copper(II) complexes exhibited high cytotoxicity (IC50 < 0.3–2 μM) and were considerably more cytotoxic than the respective ligands. Low level of reactive oxygen species was measured and a weak GSH depletion was observed for the complexes of thn-TSC and estrone–TSC in SUM159 breast cancer cells, thus their mechanism of action might be related to the induction of oxidative stress.

U ovome diplomskom radu je analitički i pomoću računalnih simulacija proučena difuzija čestica u membrani. Čestice su razmještene u dvije paralelno postavljene membrane i mogu difundirati po svakoj membrani te stvarati premošćujuće veze koje imobiliziraju čestice u vezi. Izvedeni su izrazi koji opisuju gustoću premošćujućih veza i efektivni difuzijski koeficijent čestica. Kroz Monte Carlo simulacije je proučena ovisnost tih dviju veličina o intrinzičnom slobodnom difuzijskom koeficijentu čestica na jednoj odnosno drugoj membrani, o energiji vezanja pri stvaranju čestičnog intermembranskog kompleksa i o koncentraciji čestica na jednoj odnosno drugoj membrani. Najzanimljiviji rezultat simulacija je porast efektivnog difuzijskog koeficijenta čestica na membrani s porastom koncentracije čestica na istoj membrani. Sličan fenomen je opažen u simulacijama i analitički proučen u analognom sustavu s nepomičnim česticama na jednoj od membrana [1]. Ispitani teorijski modeli za efektivni difuzijski koeficijent pokazuju zadovoljavajuće slaganje u područjima niskih koncentracija čestica. Analiza slaganja simulacija s teorijskim modelima na visokim koncentracijama čestica upućuje na buduće pristupe pri teorijskom razmatranju efektivne difuzije u biološkim sustavima. In this master thesis we study diffusion of particles in a membrane by means of numerical simulations and theoretical analysis. The particles are randomly distributed in two membranes set parallel to each other and are able to diffuse within membrane as well as make bridging complexes spanning the two membranes which make the particles in a complex immobile. We proposed expressions for the density of bridging complexes and for the effective diffusion coefficient of the particles. Using Monte Carlo simulations we investigated the dependence of the aforementioned physical quantities on the physical parameters of the system. These are intrinsic mobility of particles on both membranes, binding energy of the formation of the bridging complex and the concentration of particles on both membranes. As a notable result we report the increase in effective diffusion coefficient with the increase of the concentration of diffusing particles on the same membrane. A similar phenomenon has already been detected in simulations and studied analytically in an analogous system with imobilized particles on one of the membranes [1]. The analytical expressions for the diffusion coefficient we proposed here are in agreement with simulation data for low particle concentrations. Disagreement of the simulation data and analytical models at high particle concentrations hints on possible future approaches to modelling membrane diffusion in biological systems.

Four new heteroleptic copper(II) complexes having chalcone or flavonol ligands and Schiff base (N-phenyl-5-chlorosalicylideneimine) as co-ligand were prepared, chemically and structurally characterized and investigated as functional biomimetic catecholase models. The complexes were prepared by the solution synthesis and crystal and molecular structures were determined by X-ray diffraction. Complexes were chemically characterized by elemental analysis, infrared and electronic absorption spectroscopy as well as by electrochemical measurements. Copper(II) chalcone complexes, with square-pyramidal CuO4N core, are binuclear, featuring phenolate oxygen from the Schiff base as a bridging atom, while copper(II) flavonol complexes are mononuclear, and reveal a square planar CuO3N coordination core. Catalytic activity of the complexes in 3,5-di-tert-butylcatechol oxidation was confirmed by spectrophotometric and electrochemical measurements. Kinetic measurements revealed that the binuclear (chalcone-containing) complexes have enhanced catalytic activity as compared to the mononuclear Cu(II) flavonol complexes. Relatively high kcat values (300 – 750 h–1) confirmed their respectable biomimetic catecholase-like activity. This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Albumin (HSA) jedan je od najvažnijih transportnih proteina u ljudskom serumu. Albumin veže različite endogene i egzogene tvari. U patološkim stanjima kao što je zatajenje bubrega te u bolestima jetre, dolazi do nakupljanja uremičnih spojeva koji se vežu na albumin i na taj način inhibiraju vezanje lijekova pa terapija nije učinkovita. Jedan od uremičnih spojeva je indol-3-octena kiselina (IAA) za koju je dokazano da se specifično veže na albumin u patološkim stanjima. U ovom radu istraženo je vezanje IAA, L-triptofana, 5-metil-IAA i 5-benziloksi-IAA na HSA u prisustvu i odsustvu vezanih masnih kiselina koje se normalno u organizmu vežu na HSA. Metodom ravnotežne dijalize i fluorescencijske spektroskopije određena je koncentracija nevezanog i vezanog liganda te su podaci analizirani grafičkim prikazom prema Scatchardu. Indolni spojevi se vežu specifično na jedno vezno mjesto u albuminu s različitim afinitetima. Najveći afinitet ima IAA u odnosu na ostale proučavane indolne spojeve. Human serum albumin (HSA) is one of the most important transport proteins in human serum. Albumin binds various endogenous and exogenous substances. In pathological conditions such as renal failure and in liver disease, there are present uremic compounds which bind to albumin and thereby inhibit the binding of drugs leading to ineffective therapies. One of the uremic compounds is indole-3-acetic acid (IAA) which has been shown to specifically bind to albumin in pathological conditions. This study investigated the binding of IAA, L- tryptophan, 5-methyl-IAA and 5-benzyloxy-IAA to HSA in the absence and presence of fatty acids, which are normally bound to HSA. By using methods of equilibrium dialysis and fluorescence spectroscopy, the concentrations of unbound and bound ligands were determined, and the data were analyzed according to Scatchard plot. Indole compounds are binding specifically to one binding site of the albumin with different affinities. IAA binds with the highest affinity as compared to other studied indoles.

Metaloorganske mreže su materijali koje karakterizira njihova poroznost i visoka stabilnost. Građeni su od anorganskih (metalni kationi) i organskih jedinica (ligandi). Ovisno o vrsti metalnog kationa i liganda formiraju mreže koje imaju različite pore reda veličine mikrometra i nanometra. U ovom radu opisana je priprava četrnaest spojeva željeza(III ), srebra(I) i kobalta(II) s dikarboksilnim kiselinama kao ligandima. Dobiveni spojevi su karakterizirani pomoću FT-IR spektroskopije i termogravimetrijske (TG) analize. Analizama je okarakterizirano ukupno trinaest spojeva. Izračunavanjem omjera metala i liganada u kompleksima utvrđeno je kako većina sintetiziranih kiselina reagira sa srebrom i kobaltom i da je omjer metal : ligand 2:1. Tereftalna kiselina reagira u različitim omjerima sa srebrom i željezom. Metodički dio rada sadrži pripremu za nastavnu cjelinu „Tehnički važni metali“, obrađena nastavna jedinica je „Željezo“. Trajanje obrade nastavne jedinice je predviđeno za jedan blok sat (dva školska sata). U sklopu obrade se nalazi radni listić za ponavljanje gradiva, računanje numeričkih zadataka i objašnjenje demonstracijskog pokusa.

Metaloorganske mreže su porozni materijali koji su građeni od anorganskih (metalni kationi) i organskih jedinica (ligandi). Razlikuju se od drugih poroznih materijala zato što imaju relativno male pore, mikro- i nanopore, zbog čega takvi materijali imaju veliku specifičnu površinu te po maloj gustoći, fleksibilnosti i dinamičnosti. U ovom radu opisana je priprava četiriju spojeva cinka (II) s organskim, aromatskim dikiselinama kao ligandima. Dobiveni spojevi su karakterizirani pomoću FT-IR spektroskopije i termogravimetrijske (TG) analize. Rezultati ispitivanja upućuju na mogućnost nastanka poroznih materijala, s molekulskom i kristalnom građom nalik na poznati MOF5 spoj. TG analiza ukazuje na različite omjere cinka i vezanog liganda koji se pojavljuju u sintetiziranim materijalima te na to da se njihova termička stabilnost povećava s većim brojem alifatskih skupina u lancu liganda. Metodički dio rada sadrži pripremu za nastavnu jedinicu pod naslovom „Cink i njegovi spojevi te biološka uloga cinka“. Dva nastavna sata su zamišljena kao kombinacija frontalnog i grupnog rada uz izvođenje pokusa.

U ovome radu ispitan je utjecaj liganada kao što su EDTA, limunska i dipikolinska kiselina u sintezi neutralnih nanočestica željeza redukcijom iz vodene otopine željezovog(III) iona natrijevim borhidridom. Sintetizirane neutralne nanočestice željeza karakterizirane su metodom skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM). Primjenom atomske emisijske spektrometrije uz induktivno spregnutu plazmu (ICP–AES) ispitana je efikasnost sintetiziranih nanočestica željeza u uklanjanju teških metala, dodanih u vodenu otopinu tijekom sinteze. Iz dobivenih rezultata je vidljivo da je sinteza bila najučinkovitija uz dodatak EDTA, zatim dipikolinske, a potom i limunske kiseline. Također, rezultati pokazuju zadovoljavajuću efikasnost pripravljenih nanočestica u uklanjanju metala poput V, Cr, Mn, Co, Cu, Ni, In, Cd, Zn iz vodenih otopina.

Piridin i njegovi derivati imaju važnu ulogu u organskoj kemiji. Piridinkarboksilne kiseline, koje su derivati piridina, pokazuju izraženu biološku aktivnost. Nikotinska kiselina, te nikotinamid pripadaju vitaminima B kompleksa, koji sudjeluju u brojnim reakcijama u ljudskom organizmu. Također, neke kiseline, poput dipikolinske kiseline, pokazuju dobra kelatna svojstva te su našle primjenu u medicini, prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Posebna pozornost ovog rada je usmjerena na dizajn i sintezu novih Schiff-ovih baza. Neke Schiff-ove baze su biološki aktivni spojevi s antivirusnim, antitumornim, antibakterijskim i drugim djelovanjima. Hidrazidi piridinskih kiselina u reakciji s odgovarajućim aldehidima daju različite Schiff-ove baze, koje dosad nisu opisane u literaturi. Dobiveni spojevi su pročišćeni prekristalizacijom, te su im određene točke tališta i elementarni sastav. Struktura pojedinih spojeva potvrđena je 1H-NMR i IR spektrometrijom, te spektrometrijom masa. Pyridine and its derivatives have a huge role in organic chemistry. Pyridine derivates, called pyridinecarboxlic acids, show variety of biological activities. Nicotin acid and nicotinamid belong to a group of B-complex vitamins, and they have an important role in human organism. Some acids, like dipicolinic acid, have proven to be an excellent chelating agents, finding application in medicine, food and pharmaceutical industry. This paper gives special attention to design and synthesis of the Schiff bases. Some Schiff's bases are biologically active compounds with antiviral, antitumor, antibacterial and other biological activities. Dipicolinic acid hydrazide in reaction with appropriate aldehydes, yields novel Schiff's bases, that have not been yet described in literature. The reaction progress was monitored with a thin layer chromatography, novel compounds were purified by recrystallization and the melting points were determined, as well as their composition. The structure of particular compounds was confirmed by 1H-NMR and IR spectrometry, as well as mass spectrometry.

U ovom radu je pružen kratak uvod u ulogu metala u proteinima i nekim dosadašnjim upotrebama njihovih svojstava. Ostvarena je implementacija sustava i baze podataka koji iz centralne baze proteina preuzima sve strukture u mmCIF obliku, obrađuje ih te u bazu podataka pohranjuje strukturu proteina, udaljenosti između donora i metala te vrijednosti kutova između dva donora i metala. Podatci se obrađuju tako da se odabiru oni proteini koji sadrže barem jedan metal i jedan proteinski lanac s dva donora. Ukoliko protein zadovoljava navedene uvjete izdvajaju se svi metali i donori, računaju se njihove međusobne udaljenosti i sve moguće vrijednosti kutova dvaju donora i metala tako da je metal u vrhu kuta i donori u krakovima. Baza podataka dobivena ovim radom služi kao bogat izvor informacija o odnosima pojedinih metala s ostatkom proteinske strukture te je primjenjiva u biološkim i kemijskim istraživanjima.

U ovom radu dan je uvod u značenje proteina i metala u biološkim procesima te pregled ostvarenih istraživanja na tom području. Implementirana je aplikacija koja analizira podatke o povezanosti metala i proteina te pruža statisticki pregled dobivenih informacija. Glavni zadatak je omogućiti pregled podataka o prisutnosti metala u proteinima, učestalosti njihova pojavljivanja te vezanju za aminokiseline. Takvi podaci mogu poslužiti u danjoj analizi i određ ivanju uloge proteina u okolišu. Na kraju rada prezentirani su rezultati svih statističkih pretraga za jedan metal (željezo) i sve aminokiseline.

The gas-phase ligation of the 2,2,6,6-tetramethylpiperidyl-1-oxide (TEMPO) radical (1) and its 4-hydroxy derivative (2) with Fe+ ions in a 3 T Fourier transform ion cyclotron resonance (FTICR) mass spectrometer was investigated. Triple ligation may occur: the first ligation produces a transient species prone to either charge exchange or a stable second ligation; the third ligand adds slowly, with fragmentation. 1 and 2 differ in that 1 binds exclusively at the nitroxyl oxygen while 2 also binds at the OH site after the loss of a H-radical. Calculations combined with steric considerations support such a mechanism for 2. The site and the mechanism of the important side reaction of 1 that involves OH addition from a water impurity to yield an FeR species remain unexplained. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.

Spektroskopija NMR danas je metoda odabira za izučavanje interakcija biomolekula s potencijalnim ligandima, što predstavlja jedan od glavnih preduvjeta za dizajn lijekova na racionalnim osnovama. Najvažniji doprinos spektroskopije NMR dizajnu lijekova do prije nekoliko godina bilo je rješavanje 3D strukture proteina. Uz to što nam spektroskopija NMR daje podatke o 3D strukturi slobodnih proteina kao sirove podatke za molekulsko modeliranje vezanja liganada, NMR nam izravno može dati važne eksperimentalne informacije o samim biološki važnim kompleksima. Za razliku od rendgenske strukturne analize spektroskopijom NMR može se proučavati dinamika kako samih velikih biomolekula tako i dinamika kompleksa biomolekula i potencijalnih liganda. Tako je moguće proučavanjem promjena u NMR parametrima prilikom vezanja kvalitativno (npr. "SAR by NMR") i kvantitativno (promjene kemijskih pomaka i vremena relaksacije, difuzijski NMR eksperimenti itd.) odrediti sklonosti vezanja liganada. Također je moguće i uporabom metoda kao što su npr. tr-NOESY, STD, WaterLOGSY i dr. odrediti i mjesto vezanja, odnosno dobiti informacije o konformaciji proteina, liganda ili njihovog kompleksa te epitope, tj. skupine na ligandu koje su u neposrednoj blizini mjesta vezanja. U posljednje vrijeme razvijen je velik broj tehnika NMR za izučavanje interakcija ligand-receptor, no u ovome radu opisane su samo neke od njih te su pokazane njihove prednosti i nedostaci., Today NMR spectroscopy is a method of choice for elucidation of interactions between biomolecules and the potential ligands. Knowledge on these interactions is an essential prerequisite for the rational drug design. The most important contribution of NMR to drug design a few years ago was the 3D structure determination of proteins. Besides delivering the 3D structures of the free proteins as a raw material for the modeling studies on ligand binding, NMR can directly yield valuable experimental data on the biologically important protein-ligand complexes. In addition to X-ray diffraction, NMR spectroscopy can provide information on the internal protein dynamics or dynamics of intermolecular interactions. Changes in NMR parameters allow us to detect ("SAR by NMR") and quantitatively determine binding affinities (titration, diffusion NMR experiments, etc.) of potential ligands. Also, it is possible to determine the binding site and conformations of ligands, receptors and receptor-ligand complexes with the help of NMR methods such as tr-NOESY. Epitopes or functional groups responsible for binding of ligands to the receptor can be identified by employing STD or WaterLOGSY experiments. In this review are described some of the most frequent NMR methods for the characterization of the interactions between biomolecules and ligands, together with their advantages and disadvantages.

Spektroskopija NMR danas je metoda odabira za izučavanje interakcija biomolekula s potencijalim ligandima, što predstavlja jedan od glavnih preduvjeta za dizajn lijekova na racionalnim osnovama. Najvažniji doprinos spektroskopije NMR dizajnu lijekova do prije nekoliko godina bilo je rješavanje 3D strukture proteina. Uz to što nam spektroskopija NMR daje podatke o 3D strukturi slobodnih proteina kao sirove podatke za račune molekulskog modeliranja vezanja liganada, NMR nam direktno može dati važne eksperimentalne informacije o samim biološki važnim kompleksima. Za razliku od rendgenske strukturne analize spektroskopijom NMR može se proučavati dinamika kako samih velikih biomolekula, tako i dinamika kompleksa biomolekula i potencijalnih liganda. Tako je moguće proučavanjen promjena u NMR parametrima prilikom vezanja kvalitativno (npr. „ SAR by NMR“ ) i kvantitativno (promjene kemijskih pomaka i vremena relaksacije, difuzijski NMR eksperimenti itd.) odrediti sklonosti vezanja liganada. Također je moguće i uporabom metoda kao što su npr. tr-NOESY, STD, WaterLOGSY i dr. odrediti i mjesto vezanja, odn. dobiti informacije o konformaciji proteina, liganda ili njihovog kompleksa, te epitope, tj. skupine na ligandu koje su u neposrednoj blizini mjesta vezanja. U posljednje vrijeme razvijen je veliki broj NMR tehnika za izučavanje interakcija ligand-receptor, no u ovome radu opisane su samo neke od njih, te su pokazane njihove prednosti i nedostaci.