Na osnovi eksperimentalno določene vezave molekule AMP-PNP v vezavnem mestu za ATP postavili farmakoforni model na osnovi strukture, ki smo ga uporabili za virtualno rešetanje knjižnic komercialno dostopnih spojin. Pri tem smo odkrili dve seriji bicikličnih zaviralcev: nove zaviralce s purinsko strukturo in nov strukturni razred s pirazolopirimidinskim skeletom. Vezavo spojin, ki so izkazovale zaviralno aktivnost na človeški topoizomerazi IIα, smo ovrednotili še z biofizikalnimi metodami. Z metodo površinske plazmonske resonance (SPR) smo pokazali vezavo izbranega zaviralca iz obeh kemijskih razredov na ATPazno domeno in določili Kd vrednosti. Prav tako smo pokazali, da obe spojini zavirata proces razpletanja človeške topoizomeraze IIα (human topoisomerase IIα-mediated decatenation). S simulacijo molekulske dinamike (MD) smo predvidevali, katere interakcije igrajo ključno vlogo pri medmolekulskem prepoznavanju. Natančna analiza molekulske dinamike je nakazala, da je Asn120 najverjetneje ključna interakcija pri vezavi spojin v vezavno mesto za ATP. Dve spojini iz obeh strukturnih razredov sta izkazovali tudi obetavno citotoksično delovanje na celicah človeškega hepatoma (HepG2) in celični liniji adenokarcinoma dojke v fazi metastaze (MCF-7).
COBISS.SI-ID: 5618714
S preiskovanjem sintezne knjižnice molekul z optimiziranimi farmakoforni modeli odkrili novo serijo monocikličnih topoizomeraznih IIα zaviralcev, ki imajo v svoji strukturi 1,3,5-triazin-2(1H)-onski fragment in kažejo izboljšano zaviralno aktivnost v primerjavi z izhodnimi 1,3,5-triazini. Vezavo spojine, ki je izkazovala encimsko aktivnost, smo ovrednotili z novejšo tehniko imenovano mikrotermoforeza (MST) in potrdili vezavo spojine na ATPazno domeno ter določili tudi konstanto vezave Kd. Stabilnost interakcijskega vzorca smo študirali s simulacijo molekulske dinamike (MD). Spojina iz tega razreda pa je močneje zavirala aktivnost razpletanja človeške topoizomeraze IIα (topoisomerase IIα-mediated decatenation) močneje kot znan zaviralec tega encima - zdravilna učinkovina etopozid. Za to spojino smo tudi pokazali, da ne stabilizira kovalentnega kompleksa, zato tudi ne deluje kot topoizomerazni strup. 1,3,5-triazin-2(1H)-oni predstavljajo tudi prve monociklične katalitične zaviralce z dokazano vezavo v vezavno mesto za ATP.
COBISS.SI-ID: 3886961
V okviru raziskav novih inhibitorjev Mur ligaz kot protibakterijskih učinkovin, smo izhajali iz našega predhodno odkritega furan-benzen 1,3-dikarboksilatnega inhibitorja, ki je bil okarakteriziran kot dualni MurD/MurE inhibitor bakterijskih Mur ligaz. V kinetični študiji smo ugotovili, da je obravnavana spojina prvi znani ATP kompetitivni inhibitor encima MurD in pokazali multiplo inhibicijo na vseh Mur ligazah. V nadaljevanju smo na osnovi rezultatov izvedenih simulacij molekulske dinamike načrtovali novo optimizirano serijo inhibitorjev. Dobljene spojine so se v encimskih testih prav tako izkazale kot multipli inhibitorji celotne družine Mur ligaz (MurC-MurF) v nizkem mikromolarnem območju in so izkazovale protibakterijsko delovanje.
COBISS.SI-ID: 5677082
Acetaminofen (APAP) tvori nekatere reaktivne metabolite, ki lahko reagirajo z DNA. APAP je potencialno genotoksično zdravilo, ki spada v kategorijo 3 v skladu z International Agency for Research on Cancer (IARC). Možen mehanizem je da kinoniminski metabolit NAPQI kemijsko reagira z DNA, ko so zmanjšane zaloge glutationa. Napravili smo kvantno kemijske študije rakcij med NAPQI in deoksigvanozinom in glutationom. Aktivcijske enegije so bile izračunane za Michaelovo adicijo na M062X/6-311++G(d,p) nivoju teorije. Reakcijo smo modelirali kot večstopenjski proces. Prvi korak določa hitrost in ima aktivacisjko energijo 26.7 kcal/mol. Prvi korak zajema tvorbo CN vezi med atomom C3 kinonimina in atomom N7 gvanozina. Korak ki sledi je prenos protona iz atoma C3 na dušikov atom z bariero 13.8 kcal/mol. Zadnji korak je depurinacija z aktivacijsko bariero 25.7 kcal/mol. Ustrezna reakcija med NAPQI in deprotonirano obliko glutationa ima bariero samo 12.9 kcal/mol, kar pove, da bo NAPQI vedno reagiral z glutationom, če je ta prisoten v zadostni količini. Naši rezultati kažejo, da je klinična uporaba APAP varna, vendar je v primerih ko imajo pacienti zel nizek nivo glutationa pri zdravljenju potrebna previdnost.
COBISS.SI-ID: 3977585
Tolazamid je derivat sulfonil uree in je v rabi za zdravljenje sladkorne bolezni tipa 2. Med vsemi tovrstnimi spojinami ima največjo težnjo po polimorfizmu – znanih je 5 stabilnih izomer. V študiji smo z uporabo difrakcijskih, spektroskopskih in računskih metod proučili intra- in intermolekularne interakcije, ki omogočajo polimorfizem. Že subtilne spremembe v neveznih interakcijah vodijo v velike strukturne spremembe. Med njimi imajo pomembno vlogo vodikove vezi in njihova dinamika.
COBISS.SI-ID: 5775642