Skip to content

Chemia bioanalityczna i spektroskopia molekularna

UkrainianChinese (Simplified)FrenchGermanEnglishPolish

Zespół Chemii Bioanalitycznej i Spektroskopii Molekularnej skupia swoje zainteresowania naukowe na biologicznie aktywnych pochodnych kumaryny oraz 1,3,4-tiadiazolu. Substancje te wykazują szeroki zakres aktywności biologicznej, stąd są one interesujące w kontekście możliwości ich zastosowania w charakterze środków terapeutycznych. Zupełną nowością zespołu jest projektowanie i syntezowanie nowatorskich, hybrydowych pochodnych kumaryny i 1,3,4,-tiadiazolu. Efektem połączenia dwóch farmakoforów potencjalnie mogą być związki o podniesionej aktywności charakterystycznej do jednej z jego aktywnych składowych lub o zupełnie nowym spektrum działania.

Oprócz szerokiego zakresu aktywności biologicznej kumaryny i 1,3,4-tiadiazole wykazują także szereg charakterystycznych właściwości fizykochemicznych tj. silną absorpcja promieniowania UV-Vis oraz intensywna emisja fluorescencji. Z tego względu wybrane pochodne kumaryny otrzymywane w naszym zespole przez dr inż. Dariusza Karcza i stanowią materiał badawczy dla dr inż. Karoliny Starzak, której zainteresowania naukowe skupiają się na bioanalityce nowych pochodnych kumarynowych pod kątem ich zastosowania m.in. jako markerów fluorescencyjnych wybranych reaktywnych form tlenu, azotu lub chloru. Reaktywne formy tlenu (ROS), azotu (RNS), lub chloru (RCS) pełnią w organizmie człowieka niezwykle ważne funkcje w procesach regulacji funkcji fizjologicznych, sygnalizacji komórkowej, regulacji proliferacji, różnicowania czy apoptozy komórek. Ponadto ROS, RNS oraz RCS biorą udział w odpowiedzi immunologicznej organizmu przeciwko obcym patogenom, w niektórych reakcjach metabolicznych i enzymatycznych pełnią funkcję substratów oraz uczestniczą w procesach aktywacji niektórych białek transportowych i enzymów. Ze względu na swoją wysoką reaktywność in vivo ich stężenie w komórkach i w płynach fizjologicznych jest ściśle kontrolowane. Zaburzenie kontroli nad wytwarzaniem lub dezaktywowaniem tych poszczególnych indywiduów może prowadzić do stanów patologicznych, a w skrajnych przypadkach do uszkadzania komórek i/lub organelli organizmu gospodarza, np. w wyniku nadprodukcji tych reaktywnych cząsteczek. Sensory nad którymi badania prowadzi dr inż. Karolina Starzak mają za zadanie wykrywać obecność tego typu reaktywnych indywiduów chemicznych in vivo oraz in vitro, a także przyczyniać się do niwelowania ich nadmiaru lub dezaktywowania ich aktywności.

Zainteresowania naukowe dr inż. Dariusza Karcza obejmują otrzymywanie wspomnianych nowych pochodnych kumaryny oraz 1,3,4-tiadiazolu ze szczególnym uwzględnieniem pochodnych wykazujących zdolność do chelatowania jonów metali, w tym jonów Cu(II) oraz Zn(II), których śladowe ilości są niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu ludzkiego. Zainteresowanie projektowaniem nowych ligandów organicznych do kompleksacji jonów metali wynika z faktu iż, niektóre biologicznie aktywne substancje wykazują znaczne podwyższenie aktywności po połączeniu ich w aktywne metalokompleksy. W zależności od centralnego jonu metalu substancje takie mogą wykazywać działanie przeciwnowotworowe, przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze lub anty-neurodegeneracyjne.   W swojej pracy badawczej dr Dariusz Karcz stosuje klasyczne metody syntezy w połączeniu z szeregiem metod spektroskopowych tj. spektroskopia UV-Vis, IR, NMR, fluorescencja (stacjonarna oraz czasowo-rozdzielcza), AAS, a także metody chromatograficzne tj. HPLC i LC-MS.

W Zespole Chemii Bioanalitycznej i Spektroskopii Molekularnej są badania bioaktywności nowo syntezowanych struktur pod kątem ich potencjalnego zastosowania jako środków terapeutycznych, a w szczególności anty-neurodegeneracyjnych. Medycyna i farmakologia nie ma obecnie skutecznego sposobu leczenia wrodzonych lub nabytych chorób układu nerwowego. Zaburzenia funkcji motorycznych czy postępująca demencja są problemami dotykającymi bezpośrednio nie tylko osoby chore ale oddziałowującymi silnie także na wszystkich z ich najbliższego otoczenia. Nauka nie zna aktualnie jednoznacznych przyczyn rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, co skutkuje tym, że i poszukiwanie skutecznych farmaceutyków przebiega różnokierunkowo. Zapobieganie powstawaniu złogów β-amyloidowych (inhibicja prekursorów β-amyloidów), badania na otrzymaniem odwracalnych inhibitorów acetylocholinoesterazy (AChE), butyrylocholinoesterazy (BuChE) czy inhibitorów monoaminooksygenazy (MAO) są dominującymi zagadnieniami, nad którymi skupiają się naukowcy poszukując związków aktywnych o potencjale anty-neurodegeneracyjnym. W zespole Chemii Bioanalitycznej i Spektroskopii Molekularnej prowadzone są badania w kontekście zdolności nowo syntezowanych związków do chelatowania jonów Zn2+ i Cu2+, których zaburzona homeostaza przyczynia się do formowania złogów amyloidowych oraz prowadzone są testy w kierunku potencjalnej inhibicji enzymów AChE, BuChE i MAO.

Istotnym aspektem pracy badawczej zespołu jest także badanie przydatności nowo otrzymanych substancji jako potencjalnych sensorów jonów metali oraz sond fluorescencyjnych zdolnych do wykrywania obecności jonów metali. Substancje takie mogą znaleźć zastosowanie w oznaczaniu i monitorowaniu zanieczyszczeń środowiska naturalnego (wód, gleby itp.), jak również mogą przyczynić się do opracowania nowoczesnych środków terapeutycznych, których mechanizm działania jest związany z regulacją zaburzeń homeostazy jonów metali w organizmie.

 

Zespół Chemii Bioanalitycznej i Spektroskopii Molekularnej pracuje w ścisłej współpracy z różnymi ośrodkami naukowymi, w tym:

  • Uniwersytetem Przyrodniczym w Lublinie
  • Politechniką Rzeszowską
  • Uniwersytetem Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie
  • School of Chemical and Pharmaceutical Sciences, Technological University Dublin

 

W przygotowaniu...

UkrainianChinese (Simplified)FrenchGermanEnglishPolish

Jednostka nadrzędna:

Katedra Technologii Chemicznej i Analityki Środowiskowej (C-1)
Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej
Politechnika Krakowska
ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków


Kierownik grupy badawczej:
dr inż. Karolina Starzak

Skład osobowy:

dr inż.
dr inż.
PK_WIiTCh_RGB

//administracja www - logowanie