QSAR и молекулно моделиране

Ръководител на секцията

чл.-кор. проф. дбн Илза Пъжева

  • Email: pajevabiomed.bas.bg
  • Телефон: (359 2) 9793605
  • Факс: (359 2) 8723787
  • Адрес: ул. “Акад. Г. Бончев”, блок 105, стая 206
    София 1113, България

Състав на секцията

Основни научни направления

Изследванията се базират на QSAR (количествени зависимости структура-активност) и подходи на молекулното моделиране за охарактеризиране на връзката между структурата на химични съединения и проявявания от тях биологичен ефект. Моделите използват интегрални и локални двумерни (2D) и/или тримерни (3D) структурни характеристики, а ефектът може да бъде лекарствен (терапевтичен), токсичен и др.

В зависимост от наличната информация за 3D структурата на таргетната биомакромолекула се прилагат лиганд-базирани и структура-базирани подходи , в това число: фармакофорно моделиране, анализ на молекулни полета, хомоложно моделиране на белтъци, докинг и виртуален скрининг на биоактивни съединения, идентификация и анализ на лиганд-белтъчни взаимодействия, формиране на химични категории с помощта на различни хемометрични методи. Приложенията са в областта на рационалния лекарствен дизайн и оценка на токсично действие на химикали върху човешкия организъм и околната среда. Тематиката е силно интердисциплинарна и обединява знания от научни области като медицина, фармакология, физика, химия, методи за анализ на структури, математически и инженерни методи (математическа статистика, разпознаване на образи, планиране на експеримент, програмиране, софтуерен дизайн и др.).

Изследователски проекти

Текущи проекти

  1. Нов подход, базиран на интеркритериален анализ на данни, за подпомагане на взeмане на решения при in silico изследване на комплексни биомолекулни системи
    Фонд “Научни изследвания”, № ДН 17/6, 2017-2020
    Ръководител: проф. д-р Таня Пенчева
  2. Взаимодействия на природни продукти с ензими, отговорни за метаболизиране на лекарства
    Фонд “Научни изследвания”, № ДНТС/Франция 01/1, 2017-2019
    Ръководител: проф. д-р Таня Пенчева
  3. Challenging organic syntheses inspired by nature – from natural products chemistry to drug discovery
    EU Framework Programme Horizon 2020, COST Action CM1407, 2015-2019
    Ръководител от ИБФБМИ: чл.-кор. проф. дбн Илза Пъжева
  4. Програма за съфинансиране на COST Акция СМ1407
    Фонд “Научни изследвания”, № ДКОСТ 01/11, 2016-2018
    Ръководител: чл.-кор. проф. дбн Илза Пъжева
  5. Модулиране на метаболитния синдром със съединения от природен произход: комбиниране на in silico и in vivo методи за изследване на потенциалната роля на нуклеарния рецептор PPARγ
    Фонд “Научни изследвания”, № ДМ01/1/2016, 2016-2018
    Ръководител: гл. ас. д-р Мерилин Ал Шариф

Приключили проекти

  1. Интегрирани in silico модели за предсказване на хронична токсичност на козметични продукти с цел оптимизиране на безопасната им употреба (уебсайт)
    7 Рамкова програма на ЕК, проект N266835, 2011-2015
    Ръководител от ИБФБМИ: доц. Иванка Цаковска
  2. Моделиране на АBC (АТФ-свързващи) транспортни протеини и техни субстрати и инхибитори, участващи в множествената лекарствена резистентност и ADME (Резорбция, Разпределение, Метаболизъм, Екскреция)
    Споразумение за сътрудничество с Фармацевтичен институт, Университет Бон, Германия, 2012-2014
    Ръководител от ИБФБМИ: проф. Илза Пъжева
  3. In silico изследване на биологично активни съединения: приложение към обекти, приоритетни за човешкото здраве и околната среда
    Фонд “Научни изследвания”, № ДТК-02/58, 2009-2015
    Ръководител: проф. Илза Пъжева
  4. Изследване на взаимодействията на човешки миозин с in silico методи
    Бюджетна субсидия, 2013-2013
    Ръководител: проф. Илза Пъжева
  5. Изчислителен комплекс за авангардни изследвания по молекулен дизайн, нови материали и нанотехнологии (уебсайт)
    Фонд “Научни изследвания”, № ДД-02-52/10.12.2008-2011
    Ръководител от ИБФБМИ: проф. Илза Пъжева
  6. Зависимости структура – действие и молекулно моделиране на катионни амфифилни лекарства, модулиращи множествената лекарствена резистентност при тумори
    Фонд “Научни изследвания”, № Л-518/1995
    Ръководител: проф. Илза Пъжева
  7. Научни изследвания”), Прилагане на съвременни високоефективни информационни технологии за рационален лекарствен дизайн на агенти, преодоляващи лекарствената резистентност
    Фонд “Научни изследвания”, № МУ-И-8/1998
    Ръководител: проф. Илза Пъжева
  8. Научни изследвания”) “Изследване на съединения, модулиращи множествената лекарствена резистентност: молекулно моделиране и предсказване на биоактивност
    Фонд “Научни изследвания”, № Л-910/1999
    Ръководител: доц. Иванка Цаковска
  9. IИзследване на зависимостите структура – функция на П-гликопротеина и негови субстрати и инхибитори с приложение в лекарствената терапия
    Фонд “Научни изследвания”, № Л-1416/2004
    Ръководител: проф. Илза Пъжева

Международно сътрудничество

  • Joint Research Centre – European Commission, Испра, Италия
  • Department of Chemistry and Technology of Drugs, Sapienza University of Rome, Рим, Италия
  • School of Pharmacy and Chemistry, Liverpool John Moores University, Ливърпул, Великобритания
  • University of Bonn, Бон, Германия
  • INSERM U.973 – MTI, University Paris-Diderot – Paris 7, Париж, Франция
  • Institute of Pharmacological Sciences, Pharmaceutical Faculty, University of Siena, Италия

Награди

  • 2017 – Антония Дюкенджиева-Тодорова – Награда на БАН за най-млади учени „Иван Евстратиев Гешов“
  • 2015 – Награда за най-добър постер на 1st Meeting of COST Action CM1407, Рим, Италия на колектив
  • 2015 – Мерилин Ал Шариф – Награда за най-добър устен доклад от Teva Czech Industries на 2-nd International Conference on Natural Products Utilization, Пловдив, България
  • 2014 –Награда за най-добър постер на 16th Congress of the European Neuroendocrine Association, София, България на колектив
  • 2011 – Илза Пъжева – Награда на съюза на учените в България за високи научни постижения на учени над 35 години
  • 2011 – ІІ награда на ІХ национална младежка научно-практическа сесия, организирана от Федерацията на научно-техническите съюзи в България, на колектив
  • 2006 – Таня Пенчева – Награда на Съюза на учените в България за високи научни постижения на млад учен в областта на медико-биологичните науки
  • 2004 – Иванка Цаковска – Награда “ЕВРИКА” на фондация “Еврика” и ВАК за постижения в науката
  • 2003 – Иванка Цаковска – Национална награда за научни постижения “Марин Дринов” на БАН за млади учени до 35 години
  • 2002 – Иванка Цаковска – Награда на Националния Фонд за Научни Изследвания за най-добър младежки договор в конкурс “Млади Учени” (проект № МУ-И-8/98)
  • 1999 – Илза Пъжева – ІІ награда на Националния Фонд за Научни Изследвания за високи научни резултати в V конкурсна сесия 1995-1998 (проект № Л-518)

Провеждани обучения

  • Компютърно-подпомогнат лекарствен дизайн: лиганд-базирани методи – Магистърска програма по Био- и медицинска информатика, Софийски университет “Св. Климент Охридски”, 2014-2017
  • Системи с интелигентно поведение – Магистърска програма по Компютърни системи и технологии, Университет „Проф. д-р Асен Златаров“ – Бургас, 2014-2017
  • QSAR и молекулно моделиране – Магистърска програма по Изчислителна химия, Софийски университет “Св. Климент Охридски”, 2002-2004, 2008-2017
  • Компютърно-подпомогнат лекарствен дизайн: лиганд-базирани методи – Магистърска програма по in silico лекарствен дизайн, Университет Париж-Дидеро, Париж 7, Франция, семестър 2011/2012

Избрани публикации

  1. Pajeva, I. K., M. Wiese. Pharmacophore model of drugs involved in P-glycoprotein multidrug resistance: explanation of structural variety (Hypothesis), J. Med. Chem., 2002, 45, 5671-86.
  2. Lessigiarska, I., Pajeva, I., Cronin, M.T.D., Worth, A.P. 3D SAR and QSAR investigation of blood-brain barrier penetration of chemical compounds, SAR QSAR Environ. Res., 2005, 16, 79-91.
  3. Bogdanova S., I. Pajeva, P. Nikolova, I. Tsakovska, B. Müller. Interactions of poly(vinylpyrrolidone) with ibuprofen and naproxen: experimental and modeling studies, Pharmaceut. Res., 2005, 22, 806-815.
  4. Tsakovska I., I. Pajeva. Phenothiazines and structurally related compounds as modulators of cancer multidrug resistance, Curr Drug Targets, 2006, 7, 1123-1134.
  5. Wiese, M., I. Pajeva. In silico models for interactions with transporters, In: Comprehensive Medicinal Chemistry II, (Editors-in-Chief: John B Taylor and David J Triggle) Vol. 5: ADMET/Property based approaches, (Eds. B. Testa, H. Water-beemed), Elsevier: Oxford, 2007, 767-795.
  6. Tsakovska, I., A.G. Saliner, T. Netzeva, M. Pavan, A.P. Worth. Evaluation of SARs for the prediction of eye irritation/corrosion potential – structural inclusion rules in the BfR decision support system. SAR QSAR Environ. Res., 18(3-4), 2007, 221-235.
  7. Pencheva, T., D. Lagorce, I. Pajeva, B. O. Villoutreix, M.A. Miteva. AMMOS: Automated Molecular Mechanics Optimization tool for in silico Screening, BMC Bioinformatics, 2008, 9, 438-452.
  8. Tsakovska, I., I. Lessigiarska, T. Netzeva, A.P. Worth. A Mini Review of Mammalian Toxicity (Q)SAR Models, QSAR Comb Sci., 27(1), 2008, 41-48.
  9. Pajeva, I., M. Wiese. Structure-activity relationships of a series of tariquidar analogs as multidrug resistance modulators. The AAPS Journal, 2009, 11, 435-444.
  10. Pajeva, I. K., C. Globisch, M. Wiese. Combined pharmacophore modeling, docking and 3D QSAR study of ABCB1 and ABCC1 transporter inhibitors. ChemMedChem, 2009, 4, 1883-1896.
  11. Pajeva, I. K., C. Globisch, M. Wiese. Comparison of the inward- and outward-open homology models and ligand binding of human P-glycoprotein. FEBS J., 2009, 276, 7016–7026.
  12. Lagorce D., T. Pencheva, B. Villoutreix, M. Miteva, DG-AMMOS: A New Tool to Generate 3D Conformation of Small Molecules using Distance Geometry and Automated Molecular Mechanics Optimization for in silico Screening, BMC Chemical Biology, 2009, 9:6.
  13. Pencheva T., O.S. Soumana, I. Pajeva, M.A. Miteva. Post-docking virtual screening of diverse binding pockets: Comparative study using DOCK, AMMOS, X-Score and FRED scoring functions. Eur J Med Chem., 2010, 45, 2622–2628.
  14. Tsakovska I., I. Pajeva, P Alov, A. Worth. Recent Advances in the Molecular Modelling of Estrogen Receptor-Mediated Toxicity, In: Christo Christov, editor: Advances in Protein Chemistry and Structural Biology, Vol. 85, Burlington: Academic Press, 2011, pp. 217-251.
  15. Angelova, M., Atanassov, K., Pencheva, T. Purposeful Model Parameters Genesis in Simple Genetic Algorithms. Computers & Mathematics with Applications, 64, 2012, 221-228.
  16. Lessigiarska, I., Pajeva, I., Prodanova, P., Georgieva, M., Bijev, A. Structure-activity relationships of pyrrole hydrazones as new anti-tuberculosis agents. Medicinal Chemistry, 8, 3, 2012, 462-473.
  17. Odjakova, M., Popova, E., Al Sharif, M., Mironova, R. „Plant-Derived Agents with Anti-Glycation Activity, Glycosylation”, in “Glycosylation”, Dr. Stefana Petrescu (Ed.), InTech, 2012, 223-256.
  18. Pajeva, I., Hanl, M., Wiese, M. Protein contacts and ligand binding in the inward-facing model of human P-glycoprotein. ChemMedChem., 8, 5, 2013, 748-762.
  19. Pajeva, I., Sterz, K., Steggemann, K., Marighetti, F., Christlieb, M., Wiese, M. Interactions of the multidrug resistance modulators tariquidar and elacridar and their analogs with P-glycoprotein. ChemMedChem., 8, 10, 2013, 1701-1813.
  20. Pencheva, T., Angelova, M., Atanassov, K. Genetic Algorithms Quality Assessment Implementing Intuitionistic Fuzzy Logic. Handbook of Research on Novel Soft Computing Intelligent Algorithms: Theory and Practical Applications, IGI Global, Hershey, Pennsylvania (USA), 2013, 327-354
  21. Pencheva, T., Jereva, D., Miteva, M, Pajeva, I. Post-docking Optimization and Analysis of Protein-ligand Interactions of Estrogen Receptor Alpha using AMMOS Software. Current Computer-Aided Drug Design, 9, 1, 2013, 83-94.
  22. Roeva, O., Pencheva, T., Shannon, A., Atanassov, A. Generalized nets in artificial intelligence. Volume 7: Generalized nets and genetic algorithms. Academic Publishing House “Prof. Marin Drinov”, 2013.
  23. Al Sharif, M., Alov, P., Vitcheva, V., Pajeva, I., Tsakovska, I. Modes-of-action related to repeated dose toxicity: tissue-specific biological roles of PPARγ ligand-dependent dysregulation in nonalcoholic fatty liver disease. PPAR Research, 2014, Article ID 432647.
  24. Tsakovska, I., Al Sharif, M., Alov, P., Diukendjieva, A., Fioravanzo, E., Cronin, M.T.D., Pajeva, I. Molecular modelling study of the PPARγ receptor in relation to the mode of action/adverse outcome pathway framework for liver steatosis. International Journal of Molecular Sciences, 15, 5, 2014, 7651-7666.
  25. Alov, P., Tsakovska, I., Pajeva, I. Computational Studies of Free Radical-Scavenging Properties of Phenolic Compounds. Current Topics in Medicinal Chemistry, 15, 2, 2015, 85-104.
  26. Fratev, F., Tsakovska, I., Al Sharif, M., Mihaylova, E., Pajeva, I. Structural and Dynamical Insight into PPARγ Antagonism: In silico Study of the Ligand-Receptor Interactions of Non-Covalent Antagonists. International Journal of Molecular Sciences, 16, 7, 2015, 15405-15424.
  27. Pencheva, T., Angelova, M., Vassilev, P., Roeva, O. InterCriteria Analysis Approach to Parameter Identification of a Fermentation Process Model. Novel Developments in Uncertainty Representation and Processing, Vol. 401 of Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, 2016, 385-397.
  28. Roeva O., T. Pencheva, M. Angelova, P. Vassilev, InterCriteria Analysis by Pairs and Triples of Genetic Algorithms Application for Models Identification, Recent Advances in Computational Optimization, Vol. 655 of Studies in Computational Intelligence, 2016, 193-218.
  29. Burton, J., Worth, A.P., Tsakovska, I., Diukendjieva, A. In silico Models for Acute Systemic Toxicity, In: In silico Methods for Predicting Drug Toxicity. Methods in Molecular Biology, Benfenati E (Ed.), 1425, 2016, 177-200.
  30. Al Sharif, M., Alov, P., Diukendjieva, A., Vitcheva, V., Simeonova, R., Krasteva, I., Shkondrov, A., Tsakovska, I., Pajeva, I. Molecular determinants of PPARγ partial agonism and related in silico / in vivo studies of natural saponins as potential type 2 diabetes modulators. Food Chem Toxicol, 112, 2017, 47-59.
  31. Al Sharif, M., Alov, P., Vitcheva, V., Diukendjieva, A., Mori, M., Botta, B., Tsakovska, I., Pajeva, I. Natural modulators of nonalcoholic fatty liver disease: Mode of action analysis and in silico ADME-Tox prediction. Toxicol Appl Pharmacol, 337, 2017, 45-66.
  32. Al Sharif, M., Tsakovska, I., Pajeva, I., Alov, P., Fioravanzo, E., Bassan, A., Kovarich, S., Yang, C., Mostrag-Szlichtyng, A., Vitcheva, V., Worth, A.P., Richarz, A.N., Cronin, M.T.D. The application of molecular modelling in the safety assessment of chemicals: A case study on ligand-dependent PPARγ dysregulation. Toxicology, 392, 2017, 140-154.
  33. Diukendjieva, A., Al Sharif, M., Alov, P., Pencheva, T., Tsakovska, I., Paeva, I. ADME/Tox Properties and Biochemical interactions of Silybin Congeners: In silico Study. Natural Product Communications, 12, 2, 2017, 175-178.
  34. Jereva, D., Fratev, F., Tsakovska, I., Alov, P., Pencheva, T., Pajeva, I. Molecular Dynamics Simulation of the Human Estrogen Receptor Alpha: Contribution to the Pharmacophore of the Agonists. Mathematics and Computers in Simulation, 2017, 124-134.
  35. Tsakovska, I., Pajeva, I., Al Sharif, M., Alov, P., Fioravanzo, E., Kovarich, S., Worth, A.P., Richarz, A.-N., Yang, C., Mostrag-Szlichtyng, A., Cronin, M.T.D. Quantitative structure-skin permeability relationships. Toxicology, 387, 2017, 27-42.
  36. Angelova, V., Voinikov, Y., Andreeva-Gateva, P., Surcheva, S., Vassilev, N., Pencheva, T., Tchekalarova, J. In vitro and in silico Evaluation of Chromene Based Aroyl Hydrazones as Anticonvulsant Agents. Medicinal Chemistry Research, 26, 9, 2017, 1884-1896.
  37. Labbé, C., Pencheva, T., Jereva, D., Desvillechabrol, D., Becot, J., Villoutreix, B., Pajeva, I., Miteva, M. AMMOS2: A Web Server for Protein-ligand-water Complexes Refinement via Molecular Mechanics. Nucleic Acids Research, 45(W1), 2017, W350-W355.
  38. Stoyanova, T., Lessigiarska, I., Mikov, M., Pajeva, I., Yanev, S. Xanthates as useful probes for testing the active sites of Cytochromes P450 4A11 and 2E1. Frontiers in Pharmacology, 8, 2017, Article 67.
  39. Аngelova, V., Valcheva, V., Pencheva, T., Voynikov, Y., Vassilev, N., Mihaylova, R., Momekov, G., Shivachev, B. Synthesis, Antimycobacterial Activity and Docking Study of 2-aroyl-⟦1⟧benzopyrano⟦4,3-c⟧pyrazol-4(1H)-one Derivatives and Related Hydrazide-hydrazones. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 27, 13, 2017, 2996-3002.
  40. Pencheva, T., Roeva, O., Angelova, M. Investigation of Genetic Algorithm Performance Based on Different Algorithms for InterCriteria Relations Calculation. Lecture Notes in Computer Science, 10665, 2018, 390-398.


Последна редакция: 25.02.2018