22 листопада 2024 року 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». Із міждисциплінарною доповіддю «Структурні і механістичні аспекти конструювання біоактивних сполук» виступив почесний директор Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, завідувач відділу механізмів біоорганічних реакцій цього Інституту член-кореспондент НАН України Андрій Вовк.
Спільне фото учасників засідання загальноакадемічного міждисциплінарного семінару
Перед початком засідання його учасники вшанували пам’ять українців – військовослужбовців і цивільних, – які загинули під час нинішньої війни росії проти України.
Далі керівник семінару, заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, завідувач відділу біохімії м’язів цього Інституту академік Сергій Костерін у своєму вступному слові розповів присутнім про наукові інтереси доповідача, підкресливши, що член-кореспондент НАН України Андрій Вовк є визначним фахівцем у галузі біоорганічної хімії. Його дослідження присвячуються переважно:
- 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.
Зараз тематика наукових робіт, виконуваних під керівництвом член-кореспондент НАН України Андрій Вовк, передбачає прогнозування молекулярних механізмів біоактивності гетероциклічних сполук як антиракових і антивірусних агентів, спрямованих на потенційні мішені. Розвиваються дослідження фотоактивних фосфороорганічних сполук як інгібіторів глутатіон-Ѕ-трансфераз, протеїнтирозинфосфатаз і деяких інших ензимів. Як відзначив академік Сергій Костерін, член-кореспондент НАН України Андрій Вовк уже давно співпрацює з науковцями біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, зокрема з колегами із відділу біохімії вітамінів та коензимів, відділу біохімії м’язів і відділу нейрохімії.
Доповідає член-кореспондент НАН України Андрій Вовк
Далі учасники засідання заслухали доповідача семінару. За словами члена-кореспондента НАН України Андрія Вовка, синтетичні органічні молекули досліджуються в біоорганічній хімії як потенційні агенти, здатні впливати на перебіг біохімічних процесів. Для створення нових сполук і з’ясування їхніх властивостей у біологічному оточенні біоорганічна хімія як міждисциплінарна наука, що виникла на межі хімії та біології, використовує хімічні, біологічні, фізичні, математичні й інші підходи. При цьому різноманіття і доступність нових речовин сприяли становленню медичної хімії як складника біоорганічної хімії у частині розроблення ліків. За одним із відомих визначень, біоорганічна хімія вивчає природні біополімери і низькомолекулярні біорегулятори та зв’язок між їхніми структурою й активністю. За такими напрямами (включно з методами синтезу нових потенційно біоактивних органічних сполук) формувалась 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, синтезованих у 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 з укладеними договорами), а також in vitro у модельних біохімічних системах як інгібіторів ензимів. Наявні напрацювання можуть складати основу подальшої співпраці Інституту з університетськими колективами й академічними установами біологічного профілю.
Чимало наукових робіт, що представлені у літературі та формують підґрунтя 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 розглядатись як базові. Слід також зазначити, що ідентифікація лігандів, споріднених до ймовірних мішеней, може бути достатньо обґрунтованою лише на основі уявлень про механізми їхньої дії. Водночас, наприклад, можуть вирішуватися 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 буде приділено аналізу застосованих в Інституті структурних підходів до конструювання біоактивних молекул, а також аналізу механістичних особливостей їхньої взаємодії з потенційними біомішенями. Серед іншого, обговорюватимуться результати виконаних досліджень, присвячених пошуку та створенню гетероциклічних, фосфороорганічних, макроциклічних інгібіторів деяких терапевтично важливих гідролаз, оксидоредуктаз і трансфераз.
Із запитаннями до члена-кореспондента НАН України і в обговоренні його доповіді виступили:
- член Президії НАН України, директор Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України академік Сергій Комісаренко;
- член Президії НАН України, провідний науковий співробітник відділу фізичної електроніки Інституту фізики НАН України академік Антон Наумовець;
- керівник семінару, заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, завідувач відділу біохімії м’язів цього Інституту академік Сергій Костерін;
- почесний директор Інституту органічної хімії НАН України, завідувач відділу хімії макроциклічних сполук цього Інституту академік Віталій Кальченко;
- завідувач кафедри фізики функціональних матеріалів фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка член-кореспондент НАН України Микола Куліш;
- провідний науковий співробітник відділу науково-інформаційних та інноваційних досліджень Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук, професор Ольга Матишевська;
- завідувачка відділу нейрохімії Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук, професор Тетяна Борисова;
- завідувач відділу біохімії вітамінів і коензимів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук, професор Микола Великий;
- завідувачка відділу сигнальних механізмів клітини Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук, професор Людмила Дробот;
- провідний науковий співробітник відділу біохімії вітамінів і коензимів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук Юлія Пархоменко;
- провідний науковий співробітник відділу нейрохімії Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук Олег Шатурський;
- науковий співробітник відділу біохімії вітамінів і коензимів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України кандидат біологічних наук Дмитро Лабудзинський.
Запитання до доповідача від доктора біологічних наук Олега Шатурського
Академік Сергій Комісаренко виступає в обговоренні доповіді
У своєму прикінцевому слові академік Сергій Костерін подякував членові-кореспонденту НАН України Андрію Вовку за цікаву міждисциплінарну доповідь і побажав йому та його колегам подальших наукових успіхів.
Керівник семінару академік Сергій Костерін із доповідачем – членом-кореспондентом НАН України Андрієм Вовком
Відеозаписи всіх засідань семінару доступні на YouTube-каналі Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.
Наступне засідання загальноакадемічного міждисциплінарного наукового семінару «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології» заплановано на грудень 2024 року.
За інформацією Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
Авторка світлин – кандидат біологічних наук Майя Григор’єва