Διακρίσεις –Επιτεύγματα

Οι φοιτητές του τμήματος Χημείας Μαρία Ζούρα, Μανώλης Κανάκης και Κρίστιαν Βερδή απέσπασαν το 2ο βραβείο στον 1ο διαγωνισμό καινοτομίας και επιχειρηματικότητας του ΕΚΠΑ που οργάνωσε το Κέντρο Καινοτομίας και Επιχειρηματικότητας ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ, με τη πρόταση τους ALCOPASS για ένα καινοτόμο προϊόν γρήγορης και διακριτικής ανίχνευσης της νοθείας στα αλκοολούχα ποτά που αποσκοπεί στο να προστατέψει τους νέους από τη κατανάλωση ποτών νοθευμένων με μεθανόλη που αποτελεί σοβαρή απειλή για την υγεία τους. Η ομάδα έλαβε συμβουλευτική καθοδήγηση από τον Αναπληρωτή Καθηγητή Βιοχημείας του Τμήματος Χημείας, Ευστράτιο Στρατίκο.

Ο φοιτητικός Διαγωνισμός Καινοτομίας και Επιχειρηματικότητας του ΕΚΠΑ, είναι ένα ετήσιος θεσμός του Κέντρου Αρχιμήδης του ΕΚΠΑ. Σκοπός του είναι η προώθηση της καινοτομίας και επιχειρηματικότητας στην πανεπιστημιακή κοινότητα του ΕΚΠΑ, μέσω της ανάδειξης, προβολής, και βράβευσης πρωτότυπων ιδεών για προϊόντα και υπηρεσίες, βασισμένες σε νέες τεχνολογίες, που προσφέρουν καινοτόμες λύσεις σε σύγχρονες προκλήσεις και προβλήματα.

Ανακοινώνεται η βράβευση των διδακτόρων του Εργαστηρίου Οργανικής Χημείας του Τμήματος Χημείας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, από την Ακαδημία Αθηνών. Οι βραβευθέντες είναι ο  Δρ. Νικόλαος  Νικήτα, ο οποίος εκτέλεσε την διδακτορική του διατριβή υπό την επίβλεψη του Αναπλ. Καθ. Χριστόφορου Κόκοτου και  η Δρ.  Σοφία Κυριακίδη η οποία εκτέλεσε τη διδακτορική της διατριβή υπό την επίβλεψη του Καθ. Θ. Μαυρομούστακου.  Οι εν λόγω διδάκτορες  βραβεύτρηκαν για την  επιστημονική εργασία τους  στις 20/12/2022 κατόπιν σχετικής εισηγήσεως από την Τάξη των Θετικών Επιστημών

Το βραβείο Γεωργίου Θ. Φωτεινού το οποίο αποδόθηκε στον Δρ. Νικόλαο Νικήτα   αφορά την πρωτότυπη επιστημονική εργασία επί της χρήσης της θειουρίας του Schreiner ως φωτοκαταλύτη για τη σύνθεση ακεταλών από αλδεΰδες με τίτλο: «Φωτοχημική σύνθεση ακεταλών με χρήση της θειουρίας του Schreiner ως καταλύτη» [«Photochemical synthesis of acetals utilizing Schreiner’s thiourea as the catalyst», Green Chem., 2020, 22, 3539, Impact Factor 11,04]. 

Η παραπάνω εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια πολυετούς μελέτης σε φωτοχημικές οργανικές αντιδράσεις από την ερευνητική ομάδα του Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Χριστόφορου Κόκοτου, σε συνεργασία με την υποψήφια διδάκτορα Νικολέτα Σπηλιοπούλου. Η κλιματική αλλαγή, καθώς και η ελάττωση των φυσικών πόρων αποτελούν πλέον πραγματικότητα, με τα αποτελέσματά τους να είναι δυστυχώς φανερά στην καθημερινή μας ζωή. Καθίσταται λοιπόν αναγκαία η ανάπτυξη μεθόδων φιλικότερων προς το περιβάλλον, που ακολουθούν τους κανόνες της Πράσινης Χημείας και της Αειφόρου Ανάπτυξης. Στα πλαίσια αυτά, το ερευνητικό ενδιαφέρον της ομάδας του Αναπλ. Καθηγητή Χ. Κόκοτου έχει στραφεί στην ανάπτυξη πράσινων μεθόδων, αξιοποιώντας το φως ως πηγή ενέργειας. Το φωτόνιο, το στοιχειώδες σωματίδιο του φωτός, χαρακτηρίζεται από διάφορους ερευνητές ως το αντιδραστήριο που δεν αφήνει κατάλοιπα (traceless reagent). Το φωτόνιο ενσωματώνεται στη χημική αντίδραση με τη χρήση κατάλληλων μορίων που το απορροφούν και ονομάζονται φωτοκαταλύτες. Στη συγκεκριμένη εργασία, μελετήθηκε ένας ήδη γνωστός οργανοκαταλύτης, η θειουρία του Schreiner, η οποία δρα ενεργοποιώντας ηλεκτρονιόφιλα υποστρώματα μέσω δεσμών υδρογόνου. Το πρωτοπόρο στοιχείο της εργασίας αυτής είναι η μελέτη του καταλύτη αυτού υπό συνθήκες ακτινοβόλησης. Όπως αποδεικνύεται, η συγκεκριμένη θειουρία, μετά από ακτινοβόληση, αποκτά νέες ιδιότητες και δρα πλέον ως φωτοοξύ. Η συγκεκριμένη ιδιότητα επέτρεψε να αναπτύχθεί ένα νέο καταλυτικό πρωτόκολλο σύνθεσης ακεταλών. Το νέο αυτό πρωτόκολλο είναι πλέον απαλλαγμένο από τη χρήση ισχυρών διαβρωτικών οξεών, όπως το υδροχλωρικό οξύ, ο χρόνος αντίδρασης είναι ιδιαίτερα μικρός (<3 ώρες), μειώνοντας σημαντικά και την ενέργεια η οποία καταναλώνεται. Η φωτοκατάλυση δύναται να αντικαταστήσει κλασσικές και εδραιωμένες μεθόδους στην Οργανική Σύνθεση, δίνοντας στον εκάστοτε επιστήμονα-ερευνητή την δυνατότητα να πραγματοποιεί αντιδράσεις σε ηπιότερες και φιλικότερες συνθήκες για το περιβάλλον. Το επόμενο βήμα αποτελεί η εδραίωση τέτοιων καινοτόμων χημικών διεργασιών στην καθημερινότητα τόσο του ακαδημαϊκού χώρου, όσο και της Χημικής Βιομηχανίας.

Το «Βραβείο Βασιλικής χήρας Γερασίμου Νοταρά, εις μνήμην Γεωργίου Ι. Δεμερτζή»   απονεμήθηκε στους νέους επιστήμονες Δρ. Σοφία Κυριακίδη και Χρήστο Χατζηγιάννη, για την πρωτότυπη εργασία τους επί της των παθήσεων της καρδιάς «Αλληλεπίδραση χοληστερόλης, λιποειδών διπλοστιβάδων και του υποδοχέα ΑΤ1: Ένα μοτίβο πρόσδεσης της χοληστερόλης αποκαλύπτεται»  [«Interplay of cholesterol, membrane bilayers and the AT1R: A cholesterol consensus motif on AT1R is revealed» Comput Struct Biotechnol J. 2020, 19,110. Impact Factor 6,02].   

Ένα νέο υπολογιστικό μοντέλο που προσδίδει ελπίδες στο σχεδιασμό αποτελεσματικότερων φαρμάκων για τη ρύθμιση της υπέρτασης και την αντιμετώπιση των καρδιαγγειακών παθήσεων, επεξεργάστηκαν  οι δύο βραβευθέντες νέοι επιστήμονες,  Δρ. Σοφία Κυριακίδη  και  υποψήφιος  διδάκτορας  κ. Χρήστος  Χατζηγιάννη.  Η έρευνα πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια μιας διεπιστημονικής συνεργασίας μεταξύ των εργαστηρίων του Καθ. Θωμά Μαυρομούστακου από το Πανεπιστήμιο Αθηνών, της Δρ. Ζωής Κούρνια από την Ινστιτούτο Ιατροβιολογικών Ερευνών της Ακαδημίας Αθηνών και του Αναπλ. Καθ. Αντρέα Τζάκο, από το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων.

Η υπέρταση είναι ένας παράγοντας επικινδυνότητας που ταλαιπωρεί περισσότερο από το 20% των ανθρώπων στην Ελλάδα, σύμφωνα με στοιχεία του ΕΟΔΥ, ενώ στους ηλικιωμένους μπορεί να ξεπεράσει και το 50%. Παρά την ευρεία διάδοση της και την ύπαρξη φαρμάκων που ρυθμίζουν την πίεση, τα ποσοστά θνησιμότητας από τις καρδιαγγειακές παθήσεις που προκαλούνται από την υπέρταση (εγκεφαλικά επεισόδια, καρδιακή ανεπάρκεια κ.α.) συνεχίζουν να είναι αρκετά υψηλά σε παγκόσμιο επίπεδο. Σε αυτό συμβάλλει δραματικά η καθιστική ζωή με τις πολλές ώρες μπροστά στον υπολογιστή, το κάπνισμα καθώς και τους έντονους ρυθμούς ζωής που προκαλούν παθογόνο στρες.

Ο υπολογιστής όμως εκτός από την αρνητική του συνεισφορά στην υπέρταση μπορεί να παρέχει και θετική συνεισφορά. Με τη χρήση του αναπτύσσονται υπολογιστικά μοντέλα για την καθοδήγηση του σχεδιασμού νέων φαρμάκων. Η διαδικασία αυτή  αποτελεί μια σύγχρονη μέθοδο που ονομάζεται «ορθολογικός σχεδιασμός φαρμάκων», όπου τα φάρμακα δεν ανακαλύπτονται πλέον τυχαία, αλλά αποτελούν συνέπεια ορθολογικής παρατήρησης και μέτρησης. Τα υπολογιστικά μοντέλα αποτελούν πολύτιμο εργαλείο σε αυτή τη διαδικασία, αφού μειώνουν το κόστος των πειραμάτων εξοικονομώντας πρώτες ύλες και ακριβό εξοπλισμό, ενώ παράλληλα προσφέρουν λεπτομέρεια παρατήρησης σε μοριακό επίπεδο. Αυτό δεν μπορεί να επιτευχθεί με τις παραδοσιακές μεθόδους. Οι παραδοσιακές μέθοδοι βασίζονταν στη διαίσθηση του χημικού για τη σύνθεση των δυνάμει βιοδραστικών μορίων που θα αποτελούσαν φάρμακα. Η χρήση υπολογιστικών μεθόδων προσθέτει στη διαίσθηση και ποσοτικά αποτελέσματα που μπορούν περαιτέρω να καθοδηγήσουν την έρευνα. 

Για την υλοποίηση αυτής της μελέτης, δημιουργήθηκαν υπολογιστικά μοντέλα που προσομοίαζαν την κυτταρική μεμβράνη των ανθρώπινων κυττάρων, στην οποία εμπεριέχεται (μεταξύ πολλών άλλων συστατικών, όπως διαφορετικών ειδών λιπιδίων, πρωτεϊνών, σακχάρων, ιόντων κλπ.), μία από τις πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για την ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης. Η πρωτεΐνη ΑΤ1R είναι υπεύθυνη για τη συστολή των αιμοφόρων αγγείων, μέσω μιας πολύπλοκης αλληλουχίας βιολογικών σημάτων στον οργανισμό μας, η οποία όμως σε παθολογικές καταστάσεις μπορεί να υπερλειτουργεί και να προκαλέσει υπέρταση. Ο σκοπός της εργασίας ήταν η εύρεση της διαδρομής που ακολουθεί το γνωστό αντιυπερτασικό φάρμακο καντεσαρτάνη για να συνδεθεί με την πρωτεΐνη ΑΤ1R και να αναστείλει την υπερλειτουργία της, εμποδίζοντας έτσι την υπέρμετρη αύξηση της αρτηριακής πίεσης. Η αποκάλυψη αυτής της διαδρομής και του  ρόλου που διαδραματίζει η κυτταρική μεμβράνη, μπορεί να οδηγήσει στον σχεδιασμό νέων και αποδοτικότερων αντιϋπερτασιακών φαρμάκων

Στην εργασία αυτή, χρησιμοποιήθηκαν μοντέλα κυτταρικών μεμβρανών στα οποία συμπεριλήφθηκε 40% χοληστερόλης, με σκοπό να προσομοιάσει τις πραγματικές συνθήκες που επικρατούν στα ανθρώπινα κύτταρα στα οποία εκφράζεται η πρωτεΐνη της μελέτης, ΑΤ1R. Στο μοντέλο προστέθηκε και το φάρμακο καντεσαρτάνη, το οποίο αφέθηκε ελεύθερο να αλληλεπιδράσει με το νερό που βρίσκεται έξω από το κύτταρο, αλλά και με τη λιποειδή μεμβράνη που προσομοιάζει την κυτταρική μεμβράνη. Στη συνέχεια μετρήθηκε η ταχύτητα διάχυσης του φαρμάκου στη μεμβράνη και συγκρίθηκε με την αντίστοιχη ταχύτητα που προέκυψε από πειράματα Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού, στα οποία χρησιμοποιήθηκαν ίδιες πραγματικές μεμβράνες και φάρμακο με το υπολογιστικό μοντέλο. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ πειράματος και υπολογιστή και η εξαιρετική τους συμφωνία, επιβεβαίωσε πως τα θεωρητικά μοντέλα της εργασίας ήταν έγκυρα.

Τα αποτελέσματα αυτής της διεπιστημονικής εργασίας έδειξαν πως η πρωτεΐνη AT1R διαθέτει μια περιοχή σύνδεσης της χοληστερόλης, η οποία όταν συνδέεται και αλληλεπιδρά, αλλάζει την τριδιάστατη δομή της πρωτεΐνης με αποτέλεσμα η σύνδεση του φαρμάκου να είναι πιο εύκολη, όταν αυτό την προσεγγίζει από την εξωκυττάρια περιοχή, ενώ παράλληλα, η ύπαρξη χοληστερόλης στην κυτταρική μεμβράνη, καθυστερεί την πρόσβαση του φαρμάκου μέσω της μεμβράνης. Η εργασία συμπεράνει πως πιθανώς το φάρμακο να συνδέεται με την πρωτεΐνη χωρίς πρώτα να εισέλθει στην κυτταρική μεμβράνη (σε αντίθεση με άλλα φάρμακα) και επομένως, ο σχεδιασμός ενός φαρμάκου που θα κατευθύνεται πιο στοχευμένα μέσα στο υδάτινο περιβάλλον που κυριαρχεί έξω από τα κύτταρά μας μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένα αντιυπερτασικά φάρμακα.

Η υψηλού επιπέδου έρευνα που διεξάγεται από τις ερευνητικές ομάδες του Τμήματος Χημείας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών αποτυπώθηκε στην ετήσια παγκόσμια κατάταξη αξιολόγησης της επίδοσης των ακαδημαϊκών «World’s Top 2% Scientists List», η οποία δημοσιεύθηκε τον Οκτώβριο του 2022. Η εν λόγω κατάταξη βασίζεται σε μελέτη που πραγματοποιείται κάθε χρόνο από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ (ΗΠΑ) και η οποία κατατάσσει τους επιστήμονες με βάση τις αναφορές προς στις επιστημονικές τους εργασίες, σύμφωνα με τη βάση δεδομένων SCOPUS, τη μεγαλύτερη βάση δεδομένων επιστημονικών δημοσιεύσεων. Περισσότερες λεπτομέρειες για το θέμα αυτό υπάρχουν στον ιστότοπο: https://elsevier.digitalcommonsdata.com/datasets/btchxktzyw/4

Η αξιολόγηση αφορά σε περισσότερους από 8.000.000 επιστήμονες παγκοσμίως, βάσει μιας σειράς δεικτών μέτρησης του αντικτύπου των δημοσιευμένων εργασιών τους και ειδικότερα των αναφορών που έχει λάβει κάθε επιστήμονας ο οποίος έχει δημιοσιεύσει τουλάχιστον 5 δημοσιεύσεις. Ειδικότερα, η δημοσιευμένη κατάταξη περιλαμβάνει μεταξύ άλλων αυτούς που ανήκουν στο κορυφαίο 2% στην επιστημονική περιοχή τους, βάσει ταξινόμησης η οποία παρουσιάζεται σε 22 επιστημονικά πεδία και 176 υποπεδία.

Στον παραπάνω κατάλογο περιλαμβάνονται συνολικά δώδεκα μέλη του Ακαδημαϊκού Προσωπικού του Τμήματος Χημείας, εννέα εν ενεργεία και τρία αφυπηρετήσαντα, τα ονοματα των οποίων, με βάση τον αντίκτυπο του δημοσιευμένου έργου τους, κατά σειρά κατάταξης, είναι:

1. Οικονόμου Αναστάσιος
2. Λιανίδου Εύη
3. Κόκοτος Γεώργιος
4. Βουγιουκαλάκης Γεώργιος
5. Βαλαβανίδης Αθανάσιος
6. Δανόπουλος Ανδρέας
7. Κόκοτος Χριστόφορος
8. Θωμαίδης Νικόλαος
9. Προεστός Χαράλαμπος
10. Νικολέλης Δημήτριος
11. Σκούλος Μιχαήλ
12. Μαυρομούστακος Θωμάς

Στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Trends in Chemistry (Impact factor 22.45, Cell Press) δημοσιεύθηκε μελέτη των Ελπίδα Σκόλια και Όλγα Μουντανέα (υποψηφίων διδακτόρων του Εργαστήριο Οργανικής Χημείας του Τμήματος Χημείας του ΕΚΠΑ) και του Χριστόφορου Κόκοτου (Αναπληρωτή Καθηγητή, Εργαστήριο Οργανικής Χημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ) που αφορά τη φωτοχημική ανακύκλωση πλαστικών πολυστυρενίου προς χημικές ενώσεις υψηλής προστιθέμενης αξίας, παρουσιάζοντας καινοτόμες μεθοδολογίες για την αντιμετώπιση του τεράστιου προβλήματος συσσώρευσης πλαστικών στο πλανήτη.

Link άρθρου:  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589597422002507?dgcid=author

Τα τελευταία χρόνια, η Κλιματική Αλλαγή και οι συνέπειές της, καθώς και η αναγκαιότητα για να υιοθετηθεί η Πράσινη και Βιώσιμη Ανάπτυξη, έχουν οδηγήσει σε επαναπροσδιορισμό των προτεραιοτήτων και των αξόνων ανάπτυξης. Σύμφωνα με αυτή τη λογική, η χημική κοινότητα διεθνώς προσπαθεί να αντικαταστήσει την διαδικασία της ανακύκλωσης (recycling) με τη διαδικασία της ανακύκλωσης προς προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας (upcycling), για να εξυπηρετούνται οι αρχές της κυκλικής οικονομίας. Το Εργαστήριο Οργανικής Χημείας του Τμήματος Χημείας του ΕΚΠΑ και ειδικότερα ο Αναπληρωτής Καθηγητής Χριστόφορος Κόκοτος και η ομάδα του, δραστηριοποιούνται το τελευταίο έτος στο συνδυασμό της Συνθετικής Φωτοχημείας (χρήση φωτός για την πραγματοποίηση αντιδράσεων) με την ανακύκλωση πλαστικών προς ενώσεις υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως για παράδειγμα την μετατροπή των πλαστικών αποβλήτων πολυστυρενίου προς φάρμακα.

Δημοσίευση: «Photochemical upcycling of polystyrene plastics», Elpida Skolia, Olga G. Mountanea and Christoforos G. Kokotos, Trends Chem., 2022, doi: 10.1016/j.trechm.2022.10.003

Σε διεπιστημονική συνεργασία με την  ερευνητική ομάδα του υπεύθυνου καθοδήγησης του ερευνητικού δικτύου  Ι. Ματσούκα και των συνεργατών  Σ. Τσιόδρα, L.K. Gadanec, A. Zulli, Β. Αποστολοπούλου, R. Petty, Ι. Καρακασιλιώτη και Β. Γεωργούλη, δημοσιεύτηκε στο έγκριτο και διεθνές περιοδικό (δείκτης απήχησης 7.21) Computational and Structural Biotechnology Journal (H. Ridway, G.J. Moore, T. Mavromoustakos, S. Tsiodras, I. Ligielli, K. Kelaidonis, C.T. Chasapis, L.K. Gadanec, V.G. Gorgoulis, J.M. Matsoukas. Discovery of a new generation of angiotensin receptor blocking drugs: Receptor mechanisms and in silico binding to enzymes relevant to covid-19\ Computational and Structural Biotechnology Journal 20, 2091-2111 (2022).

εύκολη σύνθεση μιας νέας κατηγορίας αρτηριακών αντιυπερτασικών φαρμάκων που δρουν στον ΑΤ1 υποδοχέα αγγειοτασίνης και που ονομάστηκαν ως «δισαρτάνες». Οι δισαρτάνες  είναι νέα παράγωγα δις-αλκυλιωμένης ιμιδαζόλης σαρτάνης που φέρουν διπλά συμμετρικά ανιοντικά τμήματα διφαινυλτετραζόλης. In vivo αποτελέσματα και χρήση μοριακής μοντελοποίησης δείχνει ότι οι δισαρτάνες μπορεί να είναι ευεργετικές για τη θεραπεία όχι μόνο καρδιακών παθήσεων, διαβήτη, νεφρική δυσλειτουργίας και σχετικών ασθενειών, αλλά πιθανώς και του COVID-19. Σε μελέτες μοριακής πρόσδεσης και μοριακής δυναμικής αποκάλυψαν ότι οι δισαρτάνες εμφάνισαν υψηλότερες συγγένειες δέσμευσης για το σύμπλεγμα ACE2/spike protein (PDB 6LZG) σε σύγκριση με όλες τις άλλες γνωστές σαρτάνες. Υπέδειξαν σταθερή μοριακή πρόσδεση στην περιοχή του Zn²⁺ της καταλυτικής θέσης ACE2 καθώς και στην κρίσιμη περιοχή διεπαφής μεταξύ του ACE2 και του τομέα δέσμευσης υποδοχέα SARS-CoV-2. Επιπρόσθετα, ημι-σταθερή πρόσδεση στην πλούσια σε αργινίνη σχάση φουρίνης θέση της πρωτεϊνικής ακίδας SARS-CoV-2 (αμινοξέα 681–686) που απαιτείται για την είσοδο του ιού στα κύτταρα ξενιστές, προτείνει ότι οι δισαρτάνες μπορεί να αναστείλουν τη δράση της φουρίνης επιβραδύνοντας έτσι την είσοδο του ιού στα κύτταρα ξενιστές. Οι ομάδες τετραζόλης της δισαρτάνης υπερτερούν ως προς το νιτρίλιο, ή φαρμακοφόρος «κεφαλή» του PF-07321332, στην ικανότητά του να διαταράσσει το σύστημα αναμετάδοσης φόρτισης κυστεΐνης της 3CLpro. Ωστόσο, παρά την προφανή στόχευση πολυλειτουργικών θηκών, οι δισαρτάνες δεν αναστέλλουν τη μόλυνση από COVID-19 σε βιοδοκιμές τόσο αποτελεσματικά όσο το PF-07321332 (paxlovid).

Η υποψήφια διδάκτορας Ειρήνη Λιγιέλλη βοήθησε στην εκπόνηση της εργασίας αυτής εκτελώντας τα πειράματα μοριακής πρόσδεσης.

Οι κυτταρικές ανοσολογικές αποκρίσεις αποτελούν ένα βασικό συστατικό της ανοσιακής απόκρισης ενάντια στην μόλυνση από τον SARS-CoV-2 και παίζουν σημαντικούς ρόλους στην αποτελεσματικότητα των εμβολίων αλλά και την εξέλιξη της σοβαρής νόσου COVID-19. Το επίκτητο ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να εξολοθρεύσει μολυσμένα κύτταρα αναγνωρίζοντας μικρά πεπτίδια (που ονομάζονται αντιγονικά πεπτίδια) που παρουσιάζονται στην επιφάνεια των μολυσμένων κυττάρων και προέρχονται από τις πρωτεΐνες του ιού που μολύνει το κύτταρο. Σε μία πρόσφατη δημοσίευση, στο περιοδικό Journal of Biological Chemistry, Επιστήμονες από το τμήμας Χημείας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, το Έθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος» και το Κέντρο Έρευνας Βιολογικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ», συνεργάστηκαν για να δείξουν πως κοινές γενετικές ποικιλομορφίες (που ονομάζονται πολυμορφισμοί) σε ένα ένζυμο κλειδί που ρυθμίζει την αναγνώριση κυττάρων από το ανοσοποιητικό σύστημα, μπορούν να επηρεάσουν την παραγωγή αντιγονικών πεπτιδίων από την γλυκοπρωτεΐνη ακίδα του ιού SARS-CoV-2. Αυτή η ποικιλομορφία μεταξύ ατόμων, πιθανότατα συνεισφέρει στο μεγάλο εύρος ανοσιακών απαντήσεων που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια της εξέλιξης της νόσου COVID-19 και ως αποτέλεσμα μπορεί να αποτελέσει ένα χρήσιμο βιοδείκτη για την βαριά COVID-19.

Για περισσότερες πληροφορίες απευθυνθείτε στον Αναπλ. Καθ. Ευστράτιο Στρατίκο estratikos@chem.uoa.gr ή επισκεφτείτε την ιστοσελίδα http://users.uoa.gr/~estratikos/

Εικόνα: Διάγραμμα τύπου θερμικού χάρτη που δείχνει τον καταβολισμό πεπτιδίων από την πρωτεΐνη ακίδα του SARS-CoV-2 από 10 διαφορετικούς αλλότυπους της Αμινοπεπτιδάσης 1 του Ενδοπλασματικού Δυκτίου.

Η δημοσίευση:

Allotypic variation in antigen processing controls antigenic peptide generation from SARS-CoV-2 S1 Spike Glycoprotein

Stamatakis G, Samiotaki M, Temponeras I, Panayotou G, Stratikos E.*

Journal of Biological Chemistry, 2021, Oct 21:101329. doi: 10.1016/j.jbc.2021.101329.

H αμινοπεπτιδάση του ενδοπλασματικού δικτύου 1 (ERAP1) είναι ένα ένζυμο που αποτελεί κεντρικό ρυθμιστή της παραγωγής αντιγονικών επιτόπων και γενικότερα της επίκτητης ανοσοαπόκρισης. Συγκεκριμένα, η ERAP1 ρυθμίζει το μήκος και τη φύση των αντιγονικών πεπτιδίων που παρουσιάζονται από τα μόρια του μείζονος συμπλέγματος ιστοσυμβατότητας I (MHC-I), ενεργοποιώντας με αυτόν τον τρόπο τη δράση των T λεμφοκυττάρων κατά των λοιμώξεων και των νεοπλασιών. Πολυμορφισμοί της ERAP1 διαφοροποιούν τους αντιγονικούς επιτόπους που παρουσιάζεται από τα MHC-Ι και έχουν συσχετιστεί με προδιάθεση σε αυτοάνοσες ασθένειες και στον καρκίνο. Για τους παραπάνω λόγους, ένα πλήθος πρόσφατων ερευνητικών εργασιών αναδεικνύουν την ERAP-1 ως θεραπευτικό στόχο για την ανοσοθεραπεία του καρκίνου αλλά και την αντιμετώπιση της αυτοανοσίας και καθιστούν επιτακτική τη μελέτη του μοριακού μηχανισμού δράσης της ώστε να αναπτυχθούν μικρά μόρια ικανά είτε να αναστέλλουν είτε να ενισχύουν τη δραστικότητά της.

Στο πλαίσιο αυτό εξελίχθηκε η συνεργασία του Εργαστηρίου Βιοχημείας (Αναπληρωτής Καθηγητής Ευστράτιος Στρατίκος) και του Εργαστηρίου Οργανικής Χημείας (Καθηγητής Δημήτριος Γεωργιάδης) του Τμήματος Χημείας του ΕΚΠΑ και του Τμήματος Παθολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης (Lawrence J. Stern, συντονιστής έρευνας). Οι ερευνητές εκτέλεσαν μια λεπτομερή μελέτη σχετικά με τα δομικά χαρακτηριστικά της ERAP1 που καθορίζουν την εξειδίκευσή της και την καταλυτική της λειτουργία. Συγκεκριμένα, εξετάστηκαν οι διαμορφωτικές καταστάσεις της ERAP1 με χρήση σκέδασης ακτίνων Χ μικρής γωνίας (SAXS) και παρατηρήθηκε ότι η ERAP1 υιοθετεί μια ανοιχτή διαμόρφωση σε διάλυμα η οποία κλείνει παρουσία υποστρωμάτων, αναστολέων ή ακόμα και ενός αλλοστερικού ενεργοποιητή. Η σταθερότητα της κλειστής διαμόρφωσης μεταβάλλεται στην περίπτωση πολύμορφων που σχετίζονται με ασθένειες, όπως διαπιστώθηκε στην περίπτωση του K528R όπου αλλαγές στις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των δομικών περιοχών επηρεάζουν την καταλυτική δράση. Με χρήση αναστολέων φωσφινικού τύπου αποδείχτηκε ότι δομικές μεταβολές στο ενεργό κέντρο του ενζύμου συνοδεύονται από διαμορφωτικές κινήσεις μεγάλων δομικών τμημάτων του ενζύμου. Επίσης, ένας ειδικά σχεδιασμένος φωσφινικός αναστολέας ικανός να προσδένεται ομοιοπολικά με την πρωτεΐνη έπειτα από ακτινοβόληση αποκάλυψε τις θέσεις πρόσδεσης του C-τελικού άκρου των υποστρωμάτων και βοήθησε στη μελέτη των ενεργειακών παραμέτρων που διέπουν το «κλείσιμο» του ενζύμου. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι η πρόσδεση μεγάλων πεπτιδικών υποστρωμάτων στην ERAP1 πυροδοτεί μια σειρά εκτεταμένων διαμορφωτικών μεταβολών που οδηγούν στην αναδιοργάνωση του ενεργού κέντρου της και την εκδήλωση της καταλυτικής δράσης. Οι πληροφορίες αυτές ανοίγουν νέους δρόμους για την χειραγώγηση της δραστικότητας αυτού του ενζύμου για θεραπευτικές εφαρμογές στην ανοσοθεραπεία του καρκίνου και την ρύθμιση της φλεγμονής αυτοάνοσης αιτιολογίας

Maben, Z., Arya, R., Georgiadis, D., Stratikos, Ε., Stern L.J. “Conformational dynamics linked to domain closure and substrate binding explain the ERAP1 allosteric regulation mechanism.” Nature Communications, 12, 5302 (2021).

Για πρόσβαση στο πλήρες κείμενο της εργασίας, επισκεφτείτε τον ιστότοπο: https://www.nature.com/articles/s41467-021-25564-w

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την εργασία, επικοινωνήστε με τον Αναπλ. Καθηγητή Ευστράτιο Στρατίκο (estratikos@chem.uoa.gr, http://users.uoa.gr/~estratikos/) και τον Καθηγητή Δημήτριο Γεωργιάδη (dgeorgia@chem.uoa.gr, http://users.uoa.gr/~dgeorgia/).  

Η ερευνητική εργασία της υποψήφιας διδάκτορα Νικολέτα Σπηλιοπούλου και του Αναπληρωτή Καθηγητή Χριστόφορου Κόκοτου με τίτλο: «Photochemical metal-free aerobic oxidation of thiols to disulfides» που εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Οργανικής Χημείας του Τμήματος Χημείας του ΕΚΠΑ δημοσιεύθηκε στο Green Chemistry (Impact factor 10.18).

Η ερευνητική εργασία (Green Chem., 2021, 23, 546) αναφέρεται στην ανάπτυξη ενός «πράσινου», φιλικού προς το περιβάλλον, οργανοκαταλυτικού (χωρίς την χρήση μετάλλων) φωτοχημικού μετασχηματισμού για τη σύνθεση τόσο συμμετρικών, όσο και μη συμμετρικών δισουλφιδίων από την αντίδραση θειολών. Πρόκειται για μια πρωτοποριακή και καινοτόμο αντίδραση που κάνει χρήση ενός μικρού οργανικού μορίου (φαινυλογλυοξυλικό οξύ) ως φωτοεκκινητή και πραγματοποιείται πολύ ήπια με ακτινοβόληση είτε από οικιακούς λαμπτήρες είτε από ηλιακό φως. Η συγκεκριμένη μεθοδολογία θα μπορούσε να βρει εφαρμογή στη σύνθεση μη συμμετρικών δισουλφιδίων, όπου πρόσφατα αναφέρθηκε στη βιβλιογραφία ότι αποτελούν αναστολείς της πρωτεϊνης του SARS-Cov-2019.

Link άρθρου: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/GC/D0GC03818K

Οι μπλε οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός (OLEDs) είναι πολύ σημαντικές συσκευές, με εφαρμογές στον φωτισμό, την αποθήκευση πληροφορίας, και τις οθόνες. Οργανομεταλλικές φωσφορίζουσες ενώσεις βασισμένες σε ευγενή μέταλλα επέτρεψαν την κατασκευή μπλε OLEDs με εξωτερικές κβαντικές αποδόσεις (EQEs) άνω του 30%. Ωστόσο, το υψηλό κόστος και το περιορισμένο απόθεμα φωσφοριζόντων συμπλόκων ευγενών μετάλλων αποτέλεσαν την κινητήρια δύναμη για την ανάπτυξη αμιγώς οργανικών πομπών καθυστερημένου φθορισμού (TADF), βασισμένων στην αποδιέγερση απλής κατάστασης, με 100% κβαντική απόδοση. Μέσω προσεκτικού σχεδιασμού και συνδυαστικής μηχανικής τέτοιων πομπών, οι EQEs των μπλε TADF OLED βελτιώθηκαν σταδιακά από 19,5% το 2014 σε 38,4% το 2021.

Στην παρούσα εργασία, αναπτύχθηκαν συσκευές που συνδυάζουν μια διεπιφάνεια ενός χαμηλής τριπλής ενέργειας μεταφορέα οπών με υψηλή κινητικότητα (δύο νέα φθοριωμένα-θειοφαινιο-κινοξαλινικά συμπολυμερή χρησιμοποιήθηκαν για τον σκοπό αυτό), με ένα exciplex διεπαφής που συγκρατεί τα εξιτόνια στη διεπαφή υλικού εκπομπής/ μεταφορέα ηλεκρονίων (συνδυασμός του μορίου δότη-δέκτη δις(διφαινυλοφωσφινοξείδιο)διβενζοφουράνιο -DBFPO- και διφαινυλο[4-(τριφαινυλοσιλυλο)φαινυλο]φωσφινοξείδιο -TSPO1- ως δέκτη). Με αυτόν τον τρόπο, κατασκευάστηκαν με επιτυχία μπλε TADF OLED με εξωτερική κβαντική απόδοση 41,2%. Η προσέγγισή αυτή ανοίγει τον δρόμο για περαιτέρω σημαντική πρόοδο, μέσω της διερεύνησης εναλλακτικών προσεγγίσεων μηχανικής συσκευών, αντί της μονομερούς επικέντρωσης στην απαιτητική σύνθεση οργανικών ενώσεων με πολύπλοκες αρχιτεκτονικές.

Η εν λόγω εργασία ήταν αποτέλεσμα διεθνούς διεπιστημονικής συνεργασίας ερευνητικών ομάδων από την Ελλάδα (ΕΚΠΑ, ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών), τη Νότια Κορέα (POSTECH), το Ηνωμένο Βασίλειο (Imperial College London), και τη Βραζιλία (CPGEI). Η ερευνητική ομάδα του Τμήματος Χημείας του ΕΚΠΑ που συμμετέχει στην εν λόγω δημοσίευση (Μεταδιδάκτορας Δρ. Γ. Ρώτας και Αναπληρωτής Καθηγητής Γ. Χ. Βουγιουκαλάκης) συνέθεσε και χαρακτήρισε μερικά από τα οργανικά μόρια που χρησιμοποιήθηκαν στις εν λόγω μελέτες.

Περισσότερες πληροφορίες για την εργασία αυτή και άλλα ερευνητικά έργα που υλοποιούνται στην ερευνητική ομάδα του Αναπληρωτή Καθηγητή Γεωργίου Χ. Βουγιουκαλάκη, στην ιστοσελίδα: http://users.uoa.gr/~vougiouk