Кроз дугогодишње истраживање у области биохемије и биотехнологије остварујемо изузетне резултате и то посебно у биоремедијацији, биотехнологији хране, биоматеријалима и биогоривима, а у циљу очувања животне средине уз уважавање принципа зелене хемије и инжењерства и концепта биотехнологије. Неколико производа, у чијем смо истраживању, развоју и пласирању на тржиште Републике Србије учествовали, победило је и на Такмичењима за најбољу технолошку иновацију. Организовани смо у неколико група.
Групу за микробиолошку хемију и биотехнологију (ГМБХ) чине наставници и истраживачи са Хемијског факултета и Центра за хемију ИХТМ-а, Универзитета у Београду. ГМБХ је основао покојни професор Јован Вучетић 1964. године. Од 2000. године руководилац групе је проф. др Мирослав М. Врвић са Хемијског факултета.
Области истраживања:
ГМБХ се бави истраживањима у следећим областима
- изоловање и карактеризација микроорганизама;
- продукција и карактеризација микробних биолошки активних супстанци (антибиотици, полисахариди, ензими, биосурфактанти);
- проучавање и развој нових инфант формула са посебним својствима у односу на бифидогени ефекат и антиоксидациону активност;
- проучавање и примена дејства тионских бактерија на сулфидне супстрате;
- биодеградација и биотрансформација угљоводоника нафте и халогенованих органских супстанци;
- примена биоремедијације у циљу елиминације опасних токсичних супстанци из животне средине;
- екотоксикологија (Aliivibrio fisheri, Daphnia magna), тестови биодеградабилности;
- развој нових материјала на бази биополимера за употребу у прехрамбеној индустрији и заштити животне средине.
Детаљније о ГМБХ: http://www.chem.bg.ac.rs/~gmbh/
Група за експерименталну биохемију, ензимологију и биотехнологију (проф. Вујчића) се бави углавном двема групама ензима - хидролазама и оксидоредуктазама и њиховом применом у биотехнологији. Главни извори ових ензима су гљиве и бактерије (познати продуценти као и природни изолати) који их природно секретују или су генетски модификовани да производе рекомбинанте ензиме. Како су ензими из ове две класе главни ензими који се користе за искоришћавање биомасе, у циљу постизања заокруженог и одрживог процеса конверзије биомасе оријентисани смо ка продукцији, пречишћавању, карактеризацији и побољшању ензима. Иновативна ензимска решења потенцијално могу да унапреде ефикасно искоришћавање биомасе и тако значајно допринесу транзицији у био-засновану економију нуђењем технологија које не штете животној средини за добијање биогорива, вредних хемикалија и материјала из биомасе. Откривање и карактеризација нових ензима и процеса пружа основу за развој ензимске технологије за побољшану искористљивост обновивих сировина које су како агроиндустријске сировине тако и отпадни индустријски материјали.
Области истраживања:
- Амилаза из Bacillus licheniformisкоја дигестује концентровани сирови скроб (нови развој у пољу добијања биоетанола из скроба).
- Продукција индустријски важних ензима из Trichoderma sp.и Aspegillus sp. за добијање биоетанола и дијететских влакана.
- Развијање софистицираних метода за идентификацију комплексности изоензимских форми у смеши ензима које производе микроби.
- Стабилизација ензима техникама протеинског инжењеринга као и имобилизацијама на инертним носачима и/или хемијском модификацијом.
- Праћење биолошке активности малих молекула кроз интеракције са DNA спектрофлуориметријским и електрофоретским методама.
- Лаказе и пероксидазе које уклањају фенолна једињења и боје из отпадних вода и примена у деградацији лигнина.
Група ванр. проф. Радивоја Продановића се бави диригованом еволуцијом лигноцелулитичких ензима, у које спадају целобиозо дехидрогеназа, целулазе, лигнин и манган пероксидазе. Целобиозо дехидрогеназа припада оксидо-редуктазним ензимима и учествује у деградацији лигнинских компоненти заједно са лигнин односно манган пероксидазом. Целулазе учествују у деградацији целулозе, након чега се добијају целобиозне јединице које потом служе као супстрат целобиозо дехидрогенази. Диригованом еволуцијом поменутих ензима желимо да добијемо мутанте који це имати повећану активност према супстратима, али и повећану стабилност при различитим условима. Група се поред дириговане еволуције бави и high-throughput скринингом и протеинским инжењерингом.
Група Уроша Анђелковића основана 2023. године у оквиру ИХТМа. Група ради у новооснованој лабораторији за биотехнологију протеина, протеомику и гликомику (Лаб 636, трећи спрат зграде на Студентском тргу број 12-16) у сарадњи са домаћим и иностраним истраживачима.
Главни циљеви групе:
- истраживања и развој ради подизања нивоа технолошке спремности Савалицина - новог антивирусног протеина
- истраживања и развој нових метода високопроточне анализе протеинских биомаркера ране фазе у људској крви
- увођење у српску научну заједницу и промоција технологија протеомике базиране на масеној спектрометрији са применом у основним истраживањима и клиничкој пракси, и високопроточних технологија анализе гликома.
Савалицин је нови протеин који снажно ин витро инхибира ХИВ-1 и друге патогене вирусе са омотачем ХСВ-1, ХСВ-2, Инфлуенца А, САРС-КоВ-2. Савалицин је кандидат за антивирусни биолошки лек широког спектра. Откривен је на ИХТМ и ХФ у сарадњи са партнерима из Словеније, Немачке, Хрватске и Црне Горе. Технологија примене Савалицина као топикалног антивирусног микробицида је у раној фази. Истраживања и развој су усмерени на подизање нивоа технолошке спремености укључујући претклиничке ин виво студије. Развој Савалицина представља пионирски покушај развоја биолошког лека у Србији. Савалицин је први кандидат за биолошки лек настао као резултат научних истраживања у Србији заштићен међународном патентном пријавом. Светска организација за интелектуалну својину патентну пријаву је прихватила и објавила 2023. године. Технологија је лиценцирана иновативној стартап компанији СавАнтиВир. СавАнтиВир организује финансијске, материјалне и кадровске услове са циљем комерцијализација проналаска.
Развијамо стратегије за примену Савалицина у превенцији и третману инфекција изазваних полно преносивим (ХИВ-1, ХСВ-1, и ХСВ-2) и респираторним (Инфлуенца А и САРС-КоВ-2) вирусима, и вирусним зоонозама (Авиан Инфлуенца). Проучавамо структуру Савалицина и интеракције са вирусима, ћелијама, протеинима и гликанима.
Биомаркери - мерљиви показатељи физиолошких стања, специфични показатељи болести и ефеката фармаколошког третмана основ су високо квалитетне бриге за пацијенте и персонализоване медицине. Kрв представља најсвеобухватнији узорак најчешће коришћен у дијагностици. Упркос огромном потенцијалу протеинских биомаркера из крви број ново уведених у клиничку праксу је свега 50ак током протеклих 30 година. Овај податак указује на проблеме у приступима за откривање протеинских биомаркера, тренутном концепту протеинских биомаркера, технологији и методама погодним за клиничко праћење протеинских биомаркера.
Развој технологија течне хроматографије и масене спектрометрије и протеомских приступа базирананих на масеној спектрометрији отвара пут за анализу великог броја протеина (1.000-10.000) у кратком времену (3-15 минута) и задовољавању услова за увођење у широку клиничку праксу. Kвалитет података о протеотипу које добијамо од масено спектрометријске анализе зависи од квалитета узорковања, квалитета припреме узорака и квалитета специјалисте који управља наноЛЦ-МС/МС системом. Kомплексност састава крвне плазме чине: број протеина (преко 10.000 протеина, процењено преко 70.000 протеоформи), динамички опсег (до 12 редова величине), и високо заступљени протеини плазме (20 протеина чини 96% протеинске масе крвне плазме). Разликовање физиолошких од патофизиолошких стања огледа се у квалитативном и квантитативном профилу протеотипа, ППИ, и временској зависности састава протеотипа.
Скупа, технолошки и биолошки фактори чине проналажење протеинских биомаркера ране фазе изазовним. Развијамо стратегије припреме узорака крви које ће омогућити детекцију нискозаступљених протеина и протеоформи. Стратегије које се разликују од СИСЦАПА и ЦПЛЛ. Применом нових стратегија у комбинацији са течно хроматографским системима повезаним са масеним спектрометрима последње генерације истражујемо могућност да откључамо дијагностички потенцијал скривен у нискозаступљеним протеинима крви и великом броју објављених протеина кандидата за биомаркере за које се у овом моменту сматра да имају слабе клиничке перформансе (сензитивност и специфичност).
