НИЛ ЯМР-спектроскопии биомолекул НИУ «БелГУ»

Контактная информация:
Адреса: 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85, корп. 10, ауд. 1-11;
308034, г. Белгород, ул. Королева, 2а, корп. 4, ауд. 110
Тел.: (4722) 30-13-27; e-mail: buchelnikov@bsu.edu.ru
Контактное лицо: руководитель лаборатории к. ф.-м. н. Бучельников Анатолий Сергеевич


Общее научное направление НИЛ

Изучение структуры комплексов и термодинамики так называемого сиквенс-специфического интеркаляционного связывания биологически активных соединений с биорецепторами, в частности, с ДНК. Направление сформировалось вокруг попытки объяснения эффекта изменения биологической активности ДНК-связывающихся ароматических соединений при введении 
в организм других ароматических веществ, например, кофеина, витамина B2 (рибофлавина), хлорофиллина и т.п.

Основные поднаправления

- Изучение энергетики процессов комплексообразования малых ароматических молекул (лигандов) с нуклеиновыми кислотами.
- Исследование структуры и термодинамики гетероассоциации ароматических биологически активных соединений.
- Построение теории интерцепторно-протекторного действия связывающихся с нуклеиновыми кислотами ароматических лигандов.
- Исследование гомо- и гетеродимерного связывания биологически активных соединений с нуклеиновыми кислотами.
- Разработка и оптимизация методологий и технологий синтеза субстанций известных (дженериковых) препаратов, в том числе создание принципиально новых подходов к формированию молекул действующих веществ фармацевтических и ветеринарных препаратов, с использованием современных методов органической химии.
- Предложение новых биологических активностей для известных фармацевтических и ветеринарных препаратов и для природных соединений. Выполняется с использованием современных методов анализа баз данных и баз знаний по биологически активным соединениям природного и синтетического происхождения.
- Дизайн и синтез новых, ранее неизвестных, молекул, обладающих заданными профилями биологических активностей. Здесь приоритетными являются принципы мишень-направленного синтеза. Имеется возможность синтеза как высокоселективных ингибиторов или активаторов нужных биологических мишений, так и создание мультитаргетных препаратов.


Главная научная проблема

Выяснение механизмов биологического синергизма в многокомпонентных ДНК-содержащих системах.

Основная рабочая гипотеза

Объяснение такого синергетического действия смеси препаратов 
с позиций учета всех типов нековалентных взаимодействий ароматических соединений как между собой, так и с ДНК. Основными видами таких взаимодействий являются самоассоциация ароматических соединений друг 
с другом (образование комплексов однотипных молекул), гетероассоциация (образование комплексов разнотипных молекул) и конкурентное связывание ароматических соединений с биорецептором, т.е. с ДНК.

Ключевые научные достижения

- Итоговый результат деятельности лаборатории – новое научное знание о механизме синергетического взаимодействия противоопухолевых препаратов ДНК-направленного действия в комбинации с биологически активными соединениями ароматической природы. Теоретические разработки лягут 
в основу принципиально новых режимов комбинированной химиотерапии некоторых видов онкологических заболеваний с потенциально более высокой эффективностью подавления как лейкемии, так и твердотельных опухолей.

- Выигрыш гранта Российского научного фонда (РНФ) № 14-14-00328 «Создание научной основы нового режима комбинированной фуллереновой химиотерапии онкологических заболеваний препаратами ДНК-направленного действия», рассчитанного на период до 2016 года включительно. Работы по гранту РНФ включают две основные части: физико-химическую и медико-биологическую. 

В рамках физико-химической части планируется исследование взаимодействия водных коллоидных растворов фуллеренов C60 с различными биологически активными соединениями, включающее подробный структурно-термодинамический анализ процессов комплексообразования, создание математических моделей и аналитических подходов к изучению систем подобного рода. В рамках медико-биологической части будут изучены биологические эффекты фуллеренов и противоопухолевых препаратов в условиях ex vivo, приближенных к нативным (кровь больных лейкозом), что позволит получить объективные данные о механизмах взаимодействия препаратов, подобрать оптимальные условия для наблюдения синергизма и сформулировать стартовые условия для введения комбинаций препаратов в первую фазу испытаний на живых организмах. Медико-биологическое направление проекта реализуется под руководством доцента Скоркиной Марины Юрьевны преподавателями и студентами кафедры экологии, физиологии и биологической эволюции Института инженерных технологий и естественных наук.

Основной ожидаемый результат проекта – понимание механизма биологического синергизма в системах Фуллерен-Препарат и, как следствие, создание методической основы нового более эффективного режима комбинированной фуллереновой химиотерапии некоторых онкозаболеваний. Данное направление в настоящий момент еще сохраняет признаки ноу-хау и содержит перспективу получения прорывного результата в направлении повышения эффективности современной химиотерапии онкозаболеваний. Успех 
в решении этой задачи, т.е. внедрение в клиническую практику нового режима комбинированной химиотерапии рака в перспективе ближайших лет, по оценкам наших ученых, способно вызвать значительный социальный и экономический эффект как на национальном, так и на международном уровне, роль которого сложно переоценить.