Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Modeliranje kemijskih procesov in lastnosti spojin

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.04.00  Naravoslovje  Kemija   
1.09.00  Naravoslovje  Farmacija   
1.01.00  Naravoslovje  Matematika   

Koda Veda Področje
1.04  Naravoslovne vede  Kemija 
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (18)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  35380  dr. Jure Borišek  Kemija  Mladi raziskovalec  2012 - 2014  61 
2.  26508  dr. Viktor Drgan  Kemija  Raziskovalec  2009 - 2014  73 
3.  27921  dr. Natalja Fjodorova  Kemija  Raziskovalec  2009 - 2014  183 
4.  01914  dr. Jože Kobe  Kemija  Raziskovalec  2009 - 2012  192 
5.  34547  dr. Rok Martinčič  Kemija  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  18 
6.  29497  dr. Nikola Minovski  Farmacija  Raziskovalec  2009 - 2014  119 
7.  09775  dr. Marjana Novič  Kemija  Vodja  2009 - 2014  618 
8.  35457  dr. Alja Plošnik  Kemija  Mladi raziskovalec  2012 - 2014  16 
9.  15106  dr. Milan Randić  Matematika  Raziskovalec  2009 - 2014  212 
10.  30840  dr. Amrita Roy Choudhury  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2009 - 2014  44 
11.  35376  dr. Lidija Ržek  Gradbeništvo  Mladi raziskovalec  2012 - 2014  39 
12.  33207  dr. Ema Šušteršič Jagodič  Materiali  Mladi raziskovalec  2010 - 2014  22 
13.  37454  dr. Tjaša Tibaut  Kemija  Mladi raziskovalec  2014  18 
14.  08774  dr. Marjan Tušar  Gradbeništvo  Raziskovalec  2009 - 2014  252 
15.  08838  dr. Ernest Vončina  Kemija  Raziskovalec  2009 - 2014  386 
16.  15991  dr. Marjan Vračko - Grobelšek  Kemija  Raziskovalec  2009 - 2014  273 
17.  01359  dr. Jurij-Janez Zupan  Kemija  Raziskovalec  2009 - 2014  484 
18.  24451  dr. Špela Župerl  Proizvodne tehnologije in sistemi  Raziskovalec  2009 - 2014  76 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0104  Kemijski inštitut  Ljubljana  5051592000  21.271 
2.  3334  NACIONALNI LABORATORIJ ZA ZDRAVJE, OKOLJE IN HRANO  Maribor  6489087  4.662 
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave v raziskovalnem programu »Modeliranje kemijskih procesov in lastnosti spojin«, so v skladu z usmeritvami razvoja znanosti (genomika, osebno zdravstvo PHC, kakovost in varnost živil, trajnostni razvoj), kar so tudi prioritete evropske raziskovalne politike. Del raziskav se navezuje na ocenjevanje vpliva kemikalij na okolje, zdravje ljudi in živali. Alternativne metode, ki jih razvijamo, prihranijo čas in denar v primerjavi z zahtevnimi biološkimi testi, poleg tega zmanjšujejo potrebo po žrtvovanju testnih živali. Predlagane QSAR metode v kombinaciji z molekulskim modeliranjem omogočajo pojasnjevanje mehanizma delovanja toksičnih kemikalij, kar ni pomembno le pri registraciji kemikalij, ampak predstavlja enega najzahtevnejših korakov pri načrtovanju novih zdravil, saj so stranski učinki nove učinkovine lahko razlog, da je zdravilo zavrnjeno v fazi biološkega testiranja. Kemo-informacijske metode, ki jih ne le uporabljamo, ampak tudi razvijamo v okviru predlaganega programa, imajo pomembno vlogo pri premagovanju informacijskih vrzeli, tako na področju registracije kemikalij (pomanjkanje informacij o bioloških lastnostih spojin na osnovi in vitro ter in vivo testov), kot tudi na področju ugotavljanja 3D strukture proteinov. V zadnjem času je število proteinov, katerih 3D struktura je pojasnjena s pomočjo kristalografije ali NMR spektroskopije, zelo naraslo, še vedno pa je velik problem pojasnjevanje strukture membranskih proteinov. Zato je del predlaganih raziskav namenjen proučevanju membranskih proteinov. Napredek pri razvoju metodologij za gradnjo računskih modelov 3D struktur membranskih proteinov bi predstavljal velik korak k reševanju struktur tistih proteinov, ki jih zaradi objektivnih težav (topnost, kristalizacija, ekspresija/sinteza) ne moremo eksperimentalno strukturno okarakterizirati. Predlagan kombiniran pristop molekulskega in kemometrijskega modeliranja na osnovi ligandov (substratov) ob prisotnosti ali odsotnosti informacij o strukturi proteina omogoča premostitev težav pri začetnem predlogu hipotetične 3D strukture, kar je zlasti pomembno pri proteinih, ki v podatkovni bazi PDB nimajo homolognih struktur. S pomočji in silico metod bomo poskušali zapolniti vrzeli v poznavanju 3D struktur transmembranskih proteinov. Membranski proteini, ki omogočajo prenos organskih molekul preko membrane v intra-celični prostor, so še posebej zanimivi zaradi povezave z nekaterimi vrstami rakavih tumorjev. Zato so ti proteini tarča številnih raziskav v razvoju in formulaciji zdravil med katere sodi bilitranslokaza, ki prenaša bilirubin iz krvi v jetrne celice. Da je bilitranslokaza potencialni transporter zdravilnih učinkovin, smo že ugotovili v preteklih raziskavah, v nadaljevanju pa želimo pokazati, kako bi v povezavi z rakavimi tumorji, v katerih se poveča izražanje (nivo) bilitranslokaze, lahko ustrezno zdravilo specifično usmerjali. S tem bi znižali potrebne doze in zato zmanjšali stranske učinke zdravil. Rezultat takih raziskav ima velik potencial za nadaljnje faze razvoja zdravil. Del raziskav sodi v področje znanosti o materialih, kjer je uporaba kemometrijskih metod ravno tako zelo učinkovita kot na področju ved o življenju. Med raziskave asfalta uvrščamo preiskovanje lastnosti bitumnov in asfaltnih plasti, pri čemer pogosto ugotovimo pomanjkljivosti pri nekaterih standardiziranih metodah. Svoje ugotovitve preko članstva v Evropski komisiji za standardizacijo CEN (CEN/TC 227 za gradbene materiale / WG1 - delovna skupina za asfaltne zmesi) širimo v mednarodni prostor. Na asfaltersko področje širimo uporabo kemometrijskih metod in s tem povezujemo raziskave dveh ločenih področij znanosti in tehnologije.
Pomen za razvoj Slovenije
Pristop programa predstavlja osnovo za uspešno optimizacijo želenih lastnosti načrtovanih in novo sintetiziranih zdravilnih učinkovin. Čeprav naša farmacevtska industrija temelji pred vsem na razvoju in proizvodnji generičnih zdravil in ne razvija novih učinkovin, se na področju raziskav kažejo novi trendi. Nekateri zdravstveni problemi, kot npr. pojav mikrobov, odpornih na antibiotike, ali povečan pojav nevrodegenerativnih bolezni preraščajo v splošen zdravstveni problem. Zato Evropska komisija v programu HORIZON 2020 vzpodbuja farmacevtsko industrijo k raziskovanju in razvoju novih učinkovin na omenjenih področjih. Slovenijo želimo vključiti v te raziskave, saj se vsaka dodana vrednost produktov na področju zdravil pridobi predvsem z inovativnostjo - z odkritjem povsem novih učinkovin. Raziskave, ki jih predlagamo, so kompleksnejše, vendar realne v sklopu interdisciplinarnega pristopa, ki ga sofinancira EU. Razvoj in uporaba QSAR modelov (in silico metod) za ocenjevanje toksikoloških in eko-toksikoloških lastnosti spojin predstavlja pomemben delež predlaganih raziskav, saj skrb za okolje in posledično za zdravje ljudi in živali narašča v vseh razvitih državah. Evropska zakonodaja REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) posveča posebno pozornost alternativnim metodam za ocenjevanje toksičnosti, ki zmanjšujejo potrebo po testih na živalih, med katere sodi tudi QSAR modeliranje. Raziskave metod in iskanje novih relacij med kemijsko strukturo in biološko lastnostjo omogočajo ocenjevanje kemikalij, ki lahko prihrani veliko časa in denarja ter pomagajo pojasniti mehanizme delovanja toksikantov. Raziskovalna skupina je trenutno vpeta v dva EU projekta, ki se ukvarjata s to tematiko, PROSIL in COSMOS. PROSIL (LIFE+ iniciativa) ima za cilj vpeljati uporabo alternativnih metod v industrijo barvil in rastlinskih zaščitnih sredstev za namen priprave dosjejev za kemikalije, ki jih proizvajajo, ter za iskanje novih, okoljsko bolje sprejemljivih nadomestnih kemikalij. COSMOS je projekt vključen v gručo projektov SEURAT, ki se ukvarjajo z razvojem alternativnih metod za testiranje kemikalij, ki se uporabljajo v kozmetični industriji. Polovico finančnih sredstev za projekt prispeva združenje evropske kozmetične industrije Cosmetics Europe. Širjenje znanja v slovensko industrijo preko delavnic skupaj z Gospodarsko zbornico in Uradom RS za kemikalije bo prispevalo k razvoju kadrov ter vključevanju gospodarstva v mednarodni razvojno raziskovalni prostor. V Sloveniji smo del neformalne skupine strokovnjakov o motilcih hormonskih sistemov, ki jo koordinira Nacionalni inštitut za javno zdravje, Ljubljana. Skupina se sestaja občasno in eventualno komentira poročila in dokumente o motilcih hormonskega sistema, ki jih dobimo od Evropske agencije za kemikalije (ECA), Organizacije za sodelovanje in razvoj (OECD) ali Skupnega raziskovalnega centra (JRC). Z delovanjem v Evropskih projektih smo vključeni v uveljavljanje evropske kemijske politike (REACH) in tem tudi v promocijo Slovenije. Naše izkušnje in znanje širimo tudi v slovenske strokovne kroge. Razvoj in uveljavanje metode mapiranja z uprabo nevronskih mrež (bottle-neck neural networks) za optimizacijo tehnoloških procesov v industriji prispeva k izboljšanju kvalitete izdelkov, povečanju produktivnosti, zmanjševanju stroškov v proizvodnji, zmanjševanju porabe elektroenergije in zmanjševanju količine odpadkov. Z uporabo teh metod (enostavne in časovno nezahtevne) lahko predlagamo proces, ki ima največjo produktivnost, najmanj stroškov ali porabe energije, izboljšanje kakovosti in podaljšanje roka porabe izdelkov.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno