Fitohemijska i biohemijska ispitivanja prirodnih bioaktivnih molekula

Fitohemijska i biohemijska ispitivanja prirodnih bioaktivnih molekula_Istrazivacka grupa

Članovi istraživačke grupe:

Kontakt osoba:

Dr Neda Mimica-Dukić

E-mail: neda.mimica-dukic@dh.uns.ac.rs

tel: +381 21 485 2757

Rukovođenje aktuelnim projektima:

  1. Biološki aktivni prirodni proizvodi kao potencijalni izvori novih lekova i dijetetskih suplemenata.

Projekat Ministarstva prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike – osnovna istraživanja

Broj projekta: OI 172058

Trajanje: 2011-2019

Rukovodilac: Dr Neda Mimica-Dukić

  1. Biološki aktivne komponente i lekoviti potencijal funkcionalne hrane gajene u Vojvodini.

Projekat Sekretarijata za nauku i tehnološki razvoj Autonomne pokrajine Vojvodine – naučni projekat

Broj projekta: 114-451-2149/2016-03

Trajanje: 2016-2019

Rukovodilac: Dr Neda Mimica-Dukić

Predmet istraživanja

Osnovni cilj istraživanja u okviru ovog istraživačkog tima je identifikacija, hemijska karakterizacija i izolacija prirodnih jedinjenja iz biljaka i procena mogućnosti njihove primene u proizvodnji novih lekova, dijetetskih suplemenata i funkcionalne hrane.

Osnovni pravci istraživanja su:

  • Hemijska karakterizacija uzoraka biljnog porekla: kvalitativna i kvantitativna analiza hemijskog sastava uzoraka biljnog porekla vrši se primenom klasičnih i savremenih instrumentalnih metoda (LC-DAD-MS/MS, GC-MS), a ima za cilj metaboličko profilisanje biljnih vrsta radi njihove hemotaksonomske determinacije, kao i selekciju biljnih vrsta za dalja istraživanja biološke aktivnosti. Ova fitohemijska istraživanja se prvenstveno odnose na sekundarne biomolekule biljaka, i to polifenolna jedinjenja i etarska ulja.
  • Izolacija sekundarnih biomolekula biljaka: Primenom hromatografskih tehnika (fleš-hromatografija, centrifugalna particiona hromatografija – CPC, semi-preparativna HPLC) izoluju se čiste komponente iz biljnih ekstrakata, u cilju njihove karakterizacije spektrometrijskim i drugim metodama (UV/VIS, ESI-MS, EI-MS, 1D i 2D NMR, polarimetrija, CD), kao i u cilju daljeg ispitivanja njihove biološke aktivnosti, mehanizma delovanja i povezanosti strukture sa aktivnošću.
  • Biohemijska istraživanja koja obuhvataju ispitivanje čitavog spektra bioloških aktivnosti biljnih ekstrakata, izolovanih jedinjenja i etarskih ulja, sa posebnim akcentom na:
    1. Ispitivanje antioksidantne aktivnosti, koje se vrši primenom velikog broja standardnih in vitro testova, kao i testova praćenja uticaja biljnih ekstrakata na aktivnost enzima antioksidantne zaštite i druge biohemijske parametre u krvi i jetri eksperimentalnih životinja.
    2. Ispitivanje antiinflamatorne aktivnosti, tj. uticaja biljnih ekstrakata i čistih jedinjenja na metabolizam arahidonske kiseline u monocitnim/makrofagnim ćelijskim sistemima, gde se prati njihov uticaj na ekspresiju gena i sintezu proteina uključenih u metabolizam arahidonske kiseline, kao i na produkciju različitih metabolita koji imaju ulogu u inflamaciji.
    3. Ispitivanje uticaja na apsorpciju gvožđa u in vitro i in vivo sistemima na transkripcionom, post-transkripcionom, translacionom i post-translacionom nivou. Ova istraživanja imaju za cilj da ukažu na veliki terapeutski potencijal sekundarnih molekula biljaka za lečenje i prevenciju poremećaja metabolizma gvožđa, kao što je anemija, koja predstavlja najčešći nutritivni poremećaj koji pogađa više od 30% svetske populacije.
  • Ispitivanje uticaja različitih faktora životne sredine na kvalitet hrane biljnog porekla na osnovu praćenja različitih hemijskih, biohemijskih i fizioloških parametara.

Istraživačka grupa je prvenstveno orijentisana na pronalaženje i uvođenje novih, pouzdanih i efikasnih metoda za hemijsko profilisanje biljnih uzoraka, kao i novih neinvazivnih metoda određivanja pojedinih bioloških aktivnosti. U tom smislu posebno se ističe primena tandemske masene detekcije (QqQ MS/MS), kako u kvalitativnoj i kvantitativnoj analizi uzoraka, tako i u biohemijskim analizama.

Oprema

Tečni hromatograf visoke rezolucije sa DAD detektorom (Agilent Technologies 1100 Series); Tečni hromatograf visoke rezolucije Agilent Technologies 1200 Series kuplovan sa DAD detektorom i 6410A TripleQuad masenim detektorom sa elektrosprej jonskim izvorom (ESI); Sistem za centrifugalnu particionu hromatografiju (Waters semi-preparativni tečni hromatograf kuplovan sa Kromaton centrifugom); Sistem za prečišćavanje vode (ELGA Labwater); Termosajkler (Applied Biosystems); Kvantitativni PCR (Agilent Technologies); Multiskan Spectrum čitač mikroploča (Thermo Scientific); Biološki bezbednosni kabinet (laminar) (Thermo Scientific); CO2 inkubator (Thermo Scientific); Invertni mikroskop (Leica Microsystems); Sistem za elektroforezu i bloting (Scie-plas; Apelex; Consort); Zamrzivač za duboko zamrzavanje (Eppendorf); Autoklav (Systec); Centrifuge sa hlađenjem (Sigma); Qubit fluorometar (Invitrogen); Termostatirana mućkalica (IKA; Thermo); Mućkalica za mikrotitar ploče (Edmund Buhler); Mućkalice (Heidolph; Stuart); Ultrazvučni homogenizer (Bandelin) i homogenizer (IKA); standardna laboratorijska oprema (vakuum uparivač, vodena i ultrazvučna kupatila, vorteksi, pH metri, spektrofotometri, analitičke i tehničke vage, cetrifuge, itd.).

Saradnja

Biological Research Center of Hungarian Academy of Sciences, Szeged, Mađarska; University of Regensburg, Institute of Pharmacy, Department of Pharmaceutical Biology, Regensburg, Nemačka; University of Athens, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmacognosy and Natural Products Chemistry, Athens, Grčka; Technical University of Graz, Faculty of Technical Chemistry, Chemical & Process Engineering and Biotechnology, Graz, Austrija; University College London, Research Department of Structural and Molecular Biology, Division of Biosciences, London, Velika Britanija; Prince of Songkla University, Faculty of Sciences, Hat Yai, Tajland; Department of Biosciences, Åbo Akademi University, Turku, Finska; Natural Chemistry Research Group, University of Turku, Finska; Department of Pharmacy, Health and Nutritional Sciences, University of Calabria, Italija; Department of Physiology and Pharmacology “Vittorio Erspamer”, Sapienza University, Rim, Italija; Biološki fakultet Univerziteta u Beogradu; Medicinski fakultet Univerziteta u Novom Sadu; Institut za proučavanje lekovitog bilja “Dr Josip Pančić” iz Beograda.

Ostalo

  • Reprezentativne reference grupe:
  1. Orčić et al (2014): Quantitative determination of plant phenolics in Urtica dioica extracts by high-performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometric detection. Food Chemistry, 143: 48-53.
  2. Lesjak et al (2018): Antioxidant and anti-inflammatory activities of quercetin and its derivatives. Journal of Functional Foods. 40: 68–75.
  3. Beara et al (2017): Polyphenolic profile, antioxidant and neuroprotective potency of grape juices and wines from Fruška Gora region (Serbia). Intenational Jounal of Food Properties. 20: S2552-S2568.
  4. Lesjak et al (2016): Binary and tertiary mixtures of Satureja hortensis and Origanum vulgare essential oils as potent antimicrobial agents against Helicobacter pylori. Phytotherapy Research. 30: 476-484.

  5. Mimica-Dukić. N., Božin B. (2008): Mentha L. (Lamiaceae) as promising sources of bioactive secondary metabolites. Current Pharmaceutical Design. 14: 3141-3150.

  • Članovi grupe su višestruko bili pozivani da održe plenarna predavanja na internacionalnim i nacionalnim kongresima
  • Međunarodni projekat od posebnog značaja za istraživačku grupu je Cross-border cooperation in development of a novel herbal drug targeting Helicobacter pylori (HELICO) – HUSRB/1203/214/230
  • Članovi grupe su u uređivačkim odborima međunarodnih časopisa Molecules i Phytotherapy research, kao i aktivni recezenti u međunarodnim časopisima Food Chemistry, Industrial Crops and Products, Journal of Agricultural and Food Chemistry, Molecules, Journal of Herbal Medicine, Clinical Phytoscience, Separation Science Plus, Food Research International, Chemosphere
  • U okviru istraživačke grupe odbranjeno je blizu 20 doktorskih disertacija, i više stotina master i diplomskih radova
  • Istraživačka grupa je formirala laboratoriju LAFIB koja pruža usluge naučnim i privrednim institucijama iz oblasti svojih istraživanja: http://www.dh.uns.ac.rs/lafib/
  • Članovi grupe su višestruko nagrađivani u zemlji i inostranstvu. Neke od nagrada su: Nagrada za životno delo Univerzitetskih nastavnika i naučnika Vojvodine, Nacionalna stipendija L’Oréal-UNESCO „Za žene u nauci“, Stipendija „Pokreni se za nauku“, Nagrada „Dr Zoran Đinđić“ za najboljeg mladog naučnika i istraživača iz Vojvodine, Nagrada najcitiranijem mladom istraživaču u Vojvodini, Specijalna Nagrada „Dr Zoran Đinđić“ za mladog naučnika i istraživača za sveukupan doprinos u nauci, Willmar Schwabe stipendija za mlade naučnike