Структурні і механістичні аспекти конструювання біоактивних сполук

22-го листопада 2024 р. в Інституті біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України відбулося чергове засідання загальноакадемічного міждисциплінарного семінару у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології».

Перед початком семінарського засідання його учасники вшанували пам’ять військовослужбовців та жителів України, які загинули під час 1000 днів війни. 

Із доповіддю «Структурні і механістичні аспекти конструювання біоактивних сполук» виступив член-кореспондент НАН України, доктор хімічних наук, професор ВОВК Андрій Іванович, завідувач відділом механізмів біоорганічних реакцій Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П.Кухаря Національної академії наук України.

У своєму вступному слові головуючий – академік НАН України професор С.О.Костерін розповів присутнім про наукові інтереси доповідача. Було підкреслено, що Андрій Іванович є визначним фахівцем у галузі біоорганічної хімії. Його дослідження переважно присвячені: - вивченню механізмів модельних перетворень вітаміну В₁ та його структурних аналогів; - з’ясуванню механізмів біоактивності нових гетероциклічних, фосфороорганічних і макроциклічних сполук; - конструюванню інгібіторів ензимів; - встановленню зв'язку між структурою і активністю нових речовин. Наразі тематика наукових робіт, що проводяться під керівництвом А.І.Вовка, включає прогнозування молекулярних механізмів біоактивності гетероциклічних сполук як антиракових та антивірусних агентів, спрямованих на потенційні мішені. Мають розвиток  дослідження фотоактивних фосфороорганічних сполук як інгібіторів глутатіон-Ѕ-трансфераз, протеїнтирозинфосфатаз і деяких інших ензимів. Приємно відзначити, наголосив Сергій Олексійович, що професор Вовк вже давно співпрацює з співробітниками нашого Інституту, зокрема з колегами з відділів біохімії вітамінів та коензимів, біохімії м’язів та нейрохімії.

Далі слово для міждисциплінарної наукової доповіді було надано професору А.І.Вовку.

Доповідач відзначив, що синтетичні органічні молекули досліджуються в біоорганічній хімії як потенційні агенти, які здатні впливати на перебіг біохімічних процесів. Для створення нових сполук і з’ясування їх властивостей в біологічному оточенні біоорганічна хімія як міждисциплінарна наука, що виникла на межі хімії і біології, використовує  хімічні, біологічні, фізичні, математичні та інші підходи. При цьому різноманіття і доступність нових речовин сприяли становленню медичної хімії як складової біоорганічної хімії в частині розробки ліків. За одним із відомих визначень, біоорганічна хімія вивчає природні біополімери і низькомолекулярні біорегулятори та зв’язок між їх структурою і активністю. За такими напрямами, включаючи методи синтезу нових потенційно біоактивних органічних сполук, формувалася і тематика наукових досліджень в Інституті біоорганічної хімії та  нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України. Це, зокрема, синтез біоактивних азотистих гетероциклів, флуоровмісних і фосфоровмісних сполук, структурних аналогів природних сполук, а також вивчення механізмів біологічної активності, медико-біологічні дослідження потенційних біорегуляторів. Цілеспрямоване конструювання нових молекул, що синтезуються в лабораторіях Інституту, базується на низці підходів, серед яких молекулярне моделювання (QSAR, молекулярний докінг і молекулярна динаміка). Властивості сполук оцінюються за результатами вивчення антиракової, антивірусної, антимікробної активності (згідно укладених договорів), а також in vitro в модельних біохімічних системах як інгібіторів ензимів. Безперечно, наявні напрацювання можуть складати основу подальшої співпраці Інституту з університетськими колективами та академічними установами біологічного профілю.

 Велика кількість наукових робіт, що представлені в літературі і формують підгрунтя для дизайну ліків, засновані на концепціях скафолдів і біоізостерних груп. Актуальність підходів щодо біоізостерних і скафолдних замін не знижується з часом з огляду на нові можливості синтезу вихідних сполук, які містять біоізостерні групи, та розширення кількості біоактивних молекул, що можуть розглядатися як базові. Слід також зазначити, що ідентифікація лігандів, споріднених до ймовірних мішеней, може бути достатньо обгрунтованою лише на основі  уявлень про механізми їх дії. При цьому, наприклад, можуть вирішуватись питання щодо віртуального скринінгу, який передбачає чітко визначений сайт зв’язування, або ж щодо реакційної здатності сполук у разі ковалентної модифікації сайтів зв’язування. У доповіді головну увагу було звернено на аналіз використаних структурних підходів до конструювання біоактивних молекул, а також на аналіз механістичних особливостей їх взаємодії з потенційними біомішенями. Серед іншого, обговорювалися результати виконаних досліджень, присвячених пошуку і створенню гетероциклічних, фосфороорганічних, макроциклічних інгібіторів деяких терапевтично важливих гідролаз, оксидоредуктаз і трансфераз.  

Із запитаннями до доповідача та обговоренням доповіді виступили: академіки НАН України С.В.Комісаренко, А.Г.Наумовець, С.О.Костерін, В.І.Кальченко, член-кор. НАН України М.П.Куліш, проф. О.П.Матишевська, проф. Т.О.Борисова, проф. М.М.Великий, проф. Л.Б.Дробот, д.б.н. Ю.М.Пархоменко, д.б.н. О.Я.Шатурський, к.б.н. Д.О. Лабудзинський.

У своєму прикінцевому виступі головуючий академік С.О. Костерін подякував доповідачу член-кореспонденту НАН України А.І.Вовку за цікаву міждисциплінарну доповідь та побажав йому та його колегам  подальших наукових успіхів.

ПОСИЛАННЯ НА ЗАПИС СЕМІНАРУ:

                                                  https://youtu.be/g6t2bAgBzac                                     

Ф О Т О Р Е П О Р Т А Ж  З  С Е М І Н А Р У

(фото – к.б.н. М.В.Григор'євої)

На трибуні – доповідач член-кореспондент НАН України А.І.Вовк

Запитання до доповідача від д.б.н. О.Я.Шатурського

Виступ академіка НАН України С.В.Комісаренка

Спільне фото учасників семінару

Фото на згадку – головуючий академік НАН України С.О.Костерін

та доповідач член-кор. НАН України А.І.Вовк

*********

Шановні коллеги! З того часу, як був започаткований наш загальноакадемічний  семінар (квітень м-ць 2023 р.), на його засіданнях з міждисциплінарними науковими доповідями вже виступили 16 доповідачів:

• заступник директора з наукової роботи Інституту проблем математичних машин і систем НАН України член-кореспондент НАН України Ігор Бровченко, доповідь «Математичне моделювання поширення вірусних інфекцій, досвід аналізу і прогнозування епідемії COVID-19 в Україні»;
• директор Навчально-наукового інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор хімічних наук професор Ігор Комаров, доповідь «Фотофармакологія та фотодинамічна терапія – вчора, сьогодні, завтра»;
• професор кафедри загальної та медичної генетики Навчально-наукового центру «Інститут біології і медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка професор Андрій Сиволоб, доповідь «Від нуклеосоми до петельних фрагментів: як топологичні обмеження у хроматині зумовлюють його унікальні властивості»;
• завідувач відділу медичної хімії Інституту органічної хімії НАН України, професор кафедри супрамолекулярної хімії Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, науковий консультант компанії ТОВ «НПВ «Єнамін»» член-кореспондент НАН України Дмитро Волочнюк, доповідь «Органічний синтез як інструмент для біомедичних досліджень»;
• завідувач лабораторії медико-біологічних досліджень відділу хімії макроциклічних сполук Інституту органічної хімії НАН України кандидат хімічних наук Роман Родік, доповідь «Біомедичний потенціал каліксаренів: літературні дані та результати власних досліджень»;
• професор кафедри загальної фізики та моделювання фізичних процесів фізико-математичного факультету Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» доктор фізико-математичних наук Оксана Горобець, доповідь «Біогенні магнітні наночастинки в організмі, їх роль в метаболізмі та перспективи управління цим процесом»;
• завідувач кафедри біофізики та медичної інформатики Навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор біологічних наук професор Олександр Жолос, доповідь «Рецептор холоду і ментолу TRPM8: від біофізичних і фармакологічних властивостей до біологічних функцій і ризіків гіпотермії»;
• директор Інституту проблем штучного інтелекту МОН України і НАН України член-кореспондент НАН України професор Анатолій Шевченко, доповідь «Пріоритети і виклики реалізації стратегії розвитку штучного інтелекту в Україні»;
• головний науковий співробітник лабораторії біофізики макромолекул відділу теорії нелінійних процесів в конденсованих середовищах Інституту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України доктор фізико-математичних наук професор  Сергій Волков, доповідь «Можлива роль молекул пероксиду водню в йонній терапії ракових клітин»;
• завідувач відділу білкової інженерії та біоінформатики Інституту молекулярної біології та генетики НАН України член-кореспондент НАН України  професор Олександр Корнелюк, доповідь «Штучний інтелект і моделювання просторової структури білків»;
• завідувач кафедри фізичної хімії хімічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка член-кореспондент НАН України професор Ігор Фрицький, доповідь «Біоміметичне моделювання металоензимів: від дослідження механізмів до створення інноваційних каталізаторів»;
• директор та завідувач відділу ензимології білкового синтезу Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академік НАН України професор Михайло Тукало, доповідь «Ключова роль аміноацил-тРНК синтетаз в біології і медицині»;
• заступник директора та головний науковий співробітник лабораторії біомолекулярної електроніки Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академік НАН України професор Сергій Дзядевич, доповідь «Ензимні електрохімічні біосенсори та їхнє практичне застосування»;
• професор кафедри органічної хімії хімічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка професор Василь Пивоваренко, доповідь «Абіогенез. Деталі хімічного етапу еволюції біосфери»;

• завідувач відділу нервово-м'язової фізіології Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України академік НАН України професор Ярослав Шуба, доповідь «Іонні канали як важливі детермінанти канцерогенезу і перспективні мішені для терапії раку».
• завідувач відділу механізмів біоорганічних реакцій Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П.Кухаря НАН України член-кореспондент НАН України професор Андрій Вовк, доповідь «Структурні і механістичні аспекти конструювання біоактивних сполук».

Відеозаписи всіх доповідей можна продивитися на сайтах НАН України та Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України.  

Дорогі друзі! Наступне засідання загальноакадемічного міждисциплінарного наукового семінару «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології» заплановано на грудень м-ць 2024 р.

                                        ДО ЧЕРГОВОЇ ЗУСТРІЧІ !

З повагою,

науковий керівник семінару

академік НАН України,

професор                                                           С.О.Костерін