Лабораторія 4.1

Лабораторія медико-біологічних досліджень

Керівник лабораторії: Метелиця Лариса Олексіївна, доктор біологічних наук, професор

ОБЛАСТЬ НАУКОВИХ ІНТЕРЕСІВ ЛАБОРАТОРІЇ

Біоорганічна хімія, хемоінформатика, медична та фармацевтична хімія, дизайн нових біологічно активних сполук, комп’ютерне моделювання, молекулярний докінг, мікробіологія, екологічна токсикологія.

Напрямок наукових досліджень: Вивчення in silico, in vitro та in vivo нових низькомолекулярних сполук як перспективних біорегуляторів широкого спектру дії

In silico підходи:

  • Високопропускний віртуальний скринінг з використанням структурно-орієнтованих (молекулярний докінг) і ліганд-орієнтованих (QSAR, QSPR, фармакофорне моделювання) підходів для прогнозування фізико-хімічних властивостей і біологічної активності нових перспективних сполук.
  • Передбачення ADMET-властивостей сполук за просторовою структурою (3D- QSAR).
  • Дослідження ліганд-рецепторних комплексів. Методи СoMFA (Comparative Field Analysis), MFA (Molecular Field Analysis) , PLS (Partial Least Squares) , генетичні алгоритми, методи докінгу (QXP/Flo, AutoDock) та молекулярної динаміки (Gromacs).
  • Розробка та адаптування компютерних програм для аналізу хімічних сполук з використанням сучасних інтернет-технологій (http:/www.vcclab.org, Online Chemical Database with Modeling Environment – http://qspr.eu/).

Методи in vitro:

  • Оцінка якісного та кількісного статусу гуморальних та клітинних факторів імунної системи.
  • Визначення антимікробного потенціалу біологічно активних cполук та матеріалів.
  • Аналіз про/антиоксидантної активності нових біорегуляторів.
  • Цитотоксичні характеристики біологічно активних сполук з використанням клітинних пухлинних культур.

Модельні об’єкти in vivo тестування:

  • лабораторні тварини.
  • Danio rerio
  • Daphnia magna

Сфера інтересів – нові біологічно активних сполуки як ефективні антимікробні агенти проти пріорітетно небезпечних (за даними ВООЗ) бактерій та грибів:

Грампозитивні та грамнегативні бактерії:

– Паличка Коха (Mycobacterium tuberculosis);
– Стафілокок (Staphylococcus aureus);
– Кишкова паличка (Escherichia coli);
– Синьогнійна паличка (Pseudomonas aeruginosa);
– Сінна паличка (Bacillus subtilis);
– Ацинетобактерії (Acinetobacter baumannii).

Дріжджеподібні гриби:

– Candida albicans;
– Candida glabrata;
– Candida krusei.

ПРИКЛАДИ НАУКОВИХ РОЗРОБОК ЛАБОРАТОРІЇ

1. Перспективні структури інгібіторів бактеріального росту

2. Перспективні структури інгібіторів росту грибів Сandida spp.

3. Перспективні структури інгібіторів тубуліну як ефективних протираковых агентів

4. Нові похідні тіазолу як перспективні протитуберкульозні агенти

5. Нові малотоксичні 1,3-оксазол-4-ілтрифенілфосфонієві солі як ефективні протигрибкові дезінфектанти

6. Hybrid design of isonicotinic acid hydrazide derivatives: machine learning studies, synthesis and biological evaluation of their anti-tuberculosis activity

7. Дизайн інгібіторів фарнезилдифосфатсинтази та вивчення їх антифунгальних властивостей

8. QSAR studies of new phosphodiesterase-4 inhibitors

9. Експертна система для передбачення активності інгібіторів фосфодіестерази

Cпівробітники лабораторії (2019 р.):

Метелиця Л.О., докт. біол. наук, зав. лабораторії,
Ковалішин В.В., канд. хім. наук, ст. наук. співр.,
Семенюта І.В., канд. біол. наук, ст. наук. співр.,
Коперник І.М., канд. біол. наук, наук. співр.,
Година Д.М., канд. біол. наук, наук. співр.,
Труш М.М., інженер І кат.,
Лобко Є.О., інженер І кат.,
Дерев’янко К.Ю., інженер І кат.,
Шут О.О., інженер І кат.,
Калашнікова Л.Є., інженер І кат.

Співробітники лабораторії (2019 р.)
В.В. Ковалішин, К.Ю. Дерев’янко, О.О. Шут, М.М. Труш, Л.О. Метелиця, Д.М. Година, І.В. Семенюта.

Співробітники лабораторії (2017 р.)
М.М. Труш, К.Ю. Дерев’янко, І.В. Дуднік, Л.О. Метелиця, Д.М. Година,
І.В. Семенюта.

Захист дисертаціїї Години Д.М. Лабораторія медико-біологічних досліджень Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, 2017р.

У лабораторії захищені дисертації:

Година Діана Миколаївна – QSAR ПРОГНОЗУВАННЯ ТА ОЦІНКА АНТИМІКРОБНОЇ АКТИВНОСТІ ІМІДАЗОЛІЄВИХ СОЛЕЙ – 2017р.

Пропозиції та розробки дисертаційної роботи впроваджено у навчальний процес кафедри біомедичної інженерії НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського».

Коперник Ірина Миколаївна – ПРОГНОЗУВАННЯ ТА ОЦІНКА АНТИМІКОТИЧНОЇ АКТИВНОСТІ НОВИХ АЗОЛІВ ТА БІСФОСФОНАТІВ – 2014 р.

Результати досліджень застосовано у науковому та навчальному процесах кафедри акустики та акустикоелектроніки ФЕЛ НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського».

Договори про наукове співробітництво на принципах партнерства та спільності інтересів в галузі науки:

– Запорізький національний університет, кафедра хімії та лабораторія біотехнології іфзфологічно активних речовин.
– Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського, кафедра біомедичної інженерії.
– Київська національна медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика, кафедра мікробіології і епідеміології.
– Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, відділ генетики людини.

Винахідницька діяльність за останні роки:

1. Пат. №119379. Поліетергуанідингідрохлорид як антимікробний та фунгіцидний препарат/Труш М.М., Метелиця Л.О. та інші.

2. Пат. №118578. Поліорганосилсесквіоксан з третинними аміногрупами як фунгіцидна речовина/ Метелиця Л.О., Година Д.М. та інші.

Останні найбільш важливі публікації:

1 Kovalishin V., Kopernik I., Chumachenko S., Shablykin O., Kondratyuk K., Pil’o S., Prokopenko V., Brovarets V., Metelytsia L. QSAR Studies, Design, Synthesis and Antimicrobial Evaluation of Azole Derivatives. Computational Biology and Bioinformatics. – 2014. – V. 2(2). – P. 25-32.
2. Prokopenko V., Kovalishin V., Shevchuk M., Kopernyk I., Metelytsia L., Romanenko V., Mogilevich S., Kukhar V. Design and Synthesis of New Potent Inhibitors of Farnesyl Pyrophosphate Synthase. Current Drug Discovery Technologies. – 2014.- V.11(2). – P. 133-144.
3. Kovalishin V., Tanchuk V., Kopernyk I., Prokopenko V., Metelytsia L. Prediction of Thrombin and Factor Xa Inhibitory Activity with Associative Neural Networks. CCADD. – 2014. – V. 10(3). – P. 259-265.
4. Л.Є. Калашнікова., І.М.Коперник, І.В.Семенюта, Л.П.Голод, Д.М.Година, Л.О.Метелиця. Вплив нових потенційних фунгістатичних агентів на деякі функції клітин крові людини. Журн. орг. та фарм. хімії.- 2014.- Т.12, вип.1 (45), С. 79-82.
5. Д.М. Година, Л.О. Метелиця, В.І. Пархоменко, С.П. Рогальський. Синтез та антимікробна активність водонерозчинних іонних рідин з катіоном 1-алкіл-3-метилімідазолію. Ukrainica Bioorganica Acta. 2014. – Т. 12 №1. – С. 18-23.
6. Д.М. Година, Л.В. Кобрина, Л.Є. Калашникова, Л.О. Метелиця, С.П. Рогальський, О.П. Тарасюк, С.В. Рябов, Ю.Ю. Керча. Антимікробні властивості і токсичність імідазолієвих йонних рідин та їх комплексів з beta–циклодекстрином. Доповіді НАНУ. – 2015. – Вип. 3. – С. 107-113.
7. Н.Б.Гончаренко, В.В.Благодатний, В.В.Ковалішин, І.М.Коперник, О.П.Козаченко, В.С.Броварець, Л.О.Метелиця. Нові похідні гідразиду ізонікотинової кислоти як потенційні протитуберкульозні засоби. Ж. орг. та фарм. хімії. – 2015. – Т. 13, вип. 1 (49), с. 59-62.
8. И.Н. Коперник, Д.Н. Година, Л.А. Метелица, В.Н. Благодатный, О.В. Петренко, О.М. Царева, Н.Б. Н.Б.Выдайко. Азотсодержащие бисфосфонаты как потенциальные противохолерные средства. Research, ru 2015; 2:1291.
DOI http://dx.doi.org/10.13070/rs.ru.2.1291
9. Kovalishyn V., Poda G. Efficient variable selection batch pruning algorithm for artificial neural networks Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. – 2015. – V. 149. – P. 10-16.
10. Hodyna D., Kovalishyn V., Rogalsky S., Blagodatnyi V., Metelytsia L. Imidazolium Ionic Liquids as Potential Anti-Candida Inhibitors: QSAR Modeling and Experimental Studies. CurrentDrugDiscovery Technologies. – 2016. – V. 13(2). – P. 109-119.
11. Hodyna D., Kovalishyn V., Rogalsky S., Blagodatnyi V., Petko K., Metelytsia L. Antibacterial Activity of Imidazolium-Based Ionic Liquids Investigated by QSAR Modeling and Experimental Studies. Chemicalbiology&drug design. – 2016. – V. 88(3). – P. 422–433.
12. Hodyna D., Bardeau J-F., Metelytsia L., Riabov S., Kobrina L., Laptiy S., Kalashnikova L., Parkhomenko V., Tarasyuk O., Rogalsky S. Efficient antimicrobial activity and reduced toxicity of 1-dodecyl-3- methylimidazolium tetrafluoroborate ionic liquid/b-cyclodextrin complex. Chemical Engineering Journal. – 2016. – V. 284. – P. 1136–1145.
13. Semenyuta I., Kovalishyn V., Tanchuk V., Pilyo S., Zyabrev V., Blagodatnyy V., Trokhimenko O., Brovarets V., Metelytsia L. 1,3-oxazole derivatives as potential anticancer agents: computer modeling and experimental study. Computational Biology and Chemistry. – 2016. – V.65. – P. 8-15.
14. M.M. Trush, V.V. Kovalishyn, V.M. Blagodatnyi, V.S. Brovarets, S.G. Pilyo, V.M. Prokopenko, D.M. Hodyna, L. O. Metelytsia. QSAR studies and antimicrobial potentialof 1,3-thiazolylphosphonium salts. Ukr. Biochem. J., 2016, Vol. 88 (4). – P. 57-65.
doi: http://dx.doi.org/10.15407/ubj88.04.057
15. Chen G., Peijnenburg W.J.G.M., Kovalishyn V., Vijver M.G. Development of nanostructure–activity relationships assisting the nanomaterial hazard categorization for risk assessment and regulatory decision-making. RSC Advances. – 2016. – V. 6(57). – P. 52227-52235.
16. V.Kovalishyn, V.Brovarets, V.Blagodatnyi, I. Kopernyk, D. Hodyna, S.Chumachenko,
O.Shablykin, O. Kozachenko, M. Vovk, M.Barus, M. Bratenko, L. Metelytsia. QSAR studies, synthesis and antibacterial assessment of new inhibitors against multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis. Current Drug Discovery Technologies. – 2017.- V. 14(1) . – P. 25-38.
17. І.В. Семенюта, В.Ю. Танчук, Є.О.Лобко, Л.О.Метелиця. Молекулярний докінг похідних 1,3-оксазолу в активному центрі тубуліну. Доповіді НАН України. – 2017. – № 1, С. 103-108.
18. Maria M. Trush, Ivan V.Semenyuta, Sergey I.Vdovenko, Sergiy P. Rogalsky, Evgeniya O. Lobko, Larisa O. Metelytsia. Synthesis, spectroscopic and molecular docking studies of imidazolium and pyridinium based ionic liquids with HSA as potential antimicrobial agents. Journal of Molecular Structure. – 2017. – V. 1137(5). – P. 692–699.
19. Protasov A., Bardeau J-F., Morozovskaya I., Boretska M., Cherniavska T., Petrus L., Tarasyuk O., Metelytsia L., Kopernyk I, Kalashnikova L, Dzhuzha O, Rogalsky S. New promising antifouling agent based on polymericbiocidepolyhexamethyleneguanidinemolybdate. EnvironToxicolChem. – 2017 – V. 36, (9). – P. 2543–2551. doi: 10.1002/etc.3782.
20. Soares A., Estevao M.S., Marques M.M.B., Kovalishyn V., A.R.S. Latino D., Aires-de-Sousa J., Ramos J., Viveiros M., Martins F. Synthesis and Biological Evaluation of Hybrid 1,5- and 2,5-Disubstituted Indoles as Potentially New Antitubercular Agents. Med Chem. – 2017. – V. 13(5). – P. 439-447.
21. М.А.Гуменная, И.С.Клименко, А.В.Стрюцкий, Д.М.Годына, Л.А.Метелица, А.В.Шевчук, В.В.Кравченко, В.В.Швченко. Синтез и антимикробные свойства олигомерных силсеквиоксанов, содержащих в органическом обрамлении квартернизованные атомы азота и гидроксильные группы. Полимерный журнал. – 2017. – Т.39, № 3. – N. 188-194.
22. Kovalishyn V., Abramenko N., Kopernyk I., Charochkina L., Metelytsia L., Tetko I.V., Peijnenburg W., Kustov L. Modelling the toxicity of a large set of metal and metal oxide nanoparticles using the OCHEM platform. Food and Chemical Toxicology. – 2018. – V. 112. – P. 507-517. DOI: 10.1016/j.fct.2017.08.008.
23. M. M. Trush, V. Kovalishyn, A. D. Ocheretniuk, L. E. Kalashnikova, V. M. Prokopenko, O. V. Holovchenko, O. L. Kobzar, V. S. Brovarets, L. O. Metelytsia. New 1, 3-oxazolylphosphonium Salts as Potential Biocides: QSAR Study, Synthesis, Antibacterial Activity and Toxicity Evaluation. Letters in Drug Design & Discovery. – 2018. – 15 (12). – P. 1259-1267.
24. Diana Hodyna, Vasyl Kovalishyn, Ivan Semenyuta, Volodymyr Blagodatnyi, Sergiy Rogalsky, Larisa Metelytsia. Imidazolium ionic liquids as effective antiseptics and disinfectants against drug resistant S. aureus: In silico and in vitro studies. Computational Biology and Chemistry. – 2018. – V. 73. – P. 127–138. https://doi.org/10.1016/j.compbiolchem.2018.01.012
25. Vasyl Kovalishyn, Julie Grouleff, Ivan Semenyuta, Vitaliy O. Sinenko, Sergiy R. Slivchuk, Diana Hodyna, Volodymyr Brovarets, Volodymyr Blagodatny, Gennady Poda, Igor V. Tetko, Larysa Metelytsia. Rational design of isonicotinic acid hydrazide derivatives with anti?tubercular activity: Machine learning, molecular docking, synthesis and biological testing. Chemical Biology & Drug Design. -2018. – V. 92. – P. 1272-1278.
26. Maryna V. Kachaeva, Diana M. Hodyna, Ivan V. Semenyuta, Stepan G. Pilyo, Volodymyr M. Prokopenko, Vasyl V. Kovalishyn, Larysa O. Metelytsia, Volodymyr S. Brovarets. Design, synthesis and evaluation of novel sulfonamides as potential anticancer agents. Computational Biology and Chemistry. – 2018. – V. 74. – P. 294–303.
https://doi.org/10.1016/j.compbiolchem.2018.04.006
27. H.S. Sayiner, A.A.S. Abdalrahm, M.A. Basaran, V. Kovalishyn, F. Kandemirli, The Quantum Chemical and QSAR Studies on Acinetobacter Baumannii Oxphos Inhibitors. Medicinal Chemistry, 2018, 14 (3) , 253-268. DOI: 10.2174/1573406413666171002124408.
28. Trush M.M., Kovalishyn V., Ocheretniuk A.D., Kobzar O.L., Kachaeva M.V., Brovarets V.S., Metelytsia L.O. QSAR study of some 1,3-oxazolylphosphonium derivatives as new potent anti-Candida agents and their toxicity evaluation. Curr Drug Discov Technol. 2018, 15 (3) Apr 18. doi: 10.2174/1570163815666180418145422
29. О.О. Божко, О.Д. Качковський, Л.Є. Калашнікова, Д.М. Година, Т.М. Каменєва, Є.В. Шелудько, Є.В. Полункін. Ініційоване окиснення бензилового спирту та циклогексиламіну у присутності металокомплексів. Кінетика та квантово-хімічне моделювання. Катализ и нефтехимия. – 2018. – № 27. – C. 25-33.
30. M. Trush, L. Metelytsia, I. Semenyuta, L. Kalashnikova, O. Papeykin, I. Venger, O. Tarasyuk, L. Bodachivska, V. Blagodatnyi, S. Rogalsky. Reduced ecotoxicity and improved biodegradability of cationic biocides based on ester-functionalized pyridinium ionic liquids. Environmental Science and Pollution Research. – 2019. – 26 (5). – P. 4878-4889.

Контактна інформація:

Адреса: 02094, Київ-94, вул. Академіка Кухаря, 1, Україна
Телефон/факс: тел. 573 25 90
E-mail: metelitsa@bpci.kiev.ua