Djelatnost Zavoda za biokemiju vezana je uz istraživanja biosinteze proteina (translacija) s naglaskom na istraživanja aminoacil-tRNA-sintetaza, enzima koji kataliziraju kovalentno povezivanje pripadnog para aminokiseline i tRNA i time translatiraju genetičku informaciju zapisanu u slijedu nukleotida u slijed aminokiselina. Pogrešno sintetizirani proteini utječu na vijabilnost i funkcionalnost stanice, povezuju se sa starenjem i razvojem neurodegenerativnih oboljenja. Koristeći kinetička, biokemijska, biofizička, genetička, proteomska i računalna istraživanja rasvjetljavamo detalje mehanizma, evolucije i biološke važnosti supstratne specifičnosti navedenih enzima kao i korektivnih reakcija koje su ti enzimi razvili kako bi osigurali odgovarajući stupanj točnosti translacije. 

Aminoacil-tRNA-sintetaze su esencijalni enzimi u stanici i kao takve su mete u proizvodnji prirodnih antibiotika i razvoju sintetskih lijekova. Koristeći komplementarne biokemijske, evolucijske i strukturno-biološke pristupe istražujemo ključna pitanja mehanizma djelovanja antibiotika i nastajanja antibiotske rezistencije kao i povezanost navedenih procesa s točnošću translacije.

Aminoacil-tRNA-sintetaze često sudjeluju u raznovrsnim staničnim procesima koji nisu direktno povezani s biosintezom proteina. Istraživanja dodatnih funkcija usmjerena su na slabo istražene biljne aminoacil-tRNA-sintetaze te na potencijalne uloge bakterijskih aminoacil-tRNA-sintetaza u složenim staničnim procesima poput stvaranja biofilma i sporulacije.

doc. dr. sc. Morana Dulić: termodinamski i kinetički pristup aminoacil-tRNA-sintetazama, korektivni mehanizmi, molekularna evolucija

prof. dr. sc. Ita Gruić Sovulj: supstratna specifičnosti i evolucija aminoacil-tRNA-sintetaza, antibiotska rezistencija, točnost translacije

doc. dr. sc. Aleksandra Maršavelski: modeliranje bioloških makromolekula i njihovih kompleksa

doc. dr. sc. Marko Močibob: alternativne uloge aminoacil-tRNA-sintetaza i njihovih homologa, utjecaj pogrešaka u translaciji na strukturu i stabilnost proteina i vijabilnost stanica

doc. dr. sc. Jasmina Rokov Plavec: struktura i funkcija biljnih aminoacil-tRNA-sintetaza, međuodnos translacije i okolišnog stresa, proteinske interakcije

Radovi 2019/2020

1. Despotovic, D., Longo, L.M., Aharon, E., Kahana, A., Scherf, T., Gruic-Sovulj, I., Tawfik, D.S.: Polyamines Mediate Folding of Primordial Hyperacidic Helical Proteins. Biochemistry, 2020, 59(46), pp. 4456-4462.

2. Baranašić, J., Mihalak, A., Gruić-Sovulj, I., Bauer, N., Rokov-Plavec, J.: Expression of genes for selected plant aminoacyl-tRNA synthetases in the abiotic stress. Acta Botanica Croatica, DOI: 10.37427/botcro-2021-010.

3. Tawfik, D.S., Gruic-Sovulj, I. How evolution shapes enzyme selectivity – lessons from aminoacyl-tRNA synthetases and other amino acid utilizing enzymes FEBS Journal, 2020, 287(7), pp. 1284-1305

4. Zivkovic, I., Moschner, J., Koksch, B., Gruic-Sovulj, I. Mechanism of discrimination of isoleucyl-tRNA synthetase against nonproteinogenic α-aminobutyrate and its fluorinated analogues FEBS Journal, 2020, 287(4), pp. 800-813

5. Maršavelski, A., Sabljić, I., Sugimori, D., Kojić-Prodić, B. The substrate selectivity of the two homologous SGNH hydrolases from Streptomyces bacteria: Molecular dynamics and experimental study International Journal of Biological Macromolecules, 2020, 158, pp. 222-230

6. Palčić, A., Babić, S., Maršavelski, A., Galić M., Topić Popović, N., Strunjak Perović, I., Čož-Rakov R., Bronić, J., Valtchev, V. Nanosized zeolite beta - Determining the safety of usage by zebrafish Danio rerio embryos Microporous and Mesoporous Materials, 2020, 299, 110103

7. Bilus, M., Semanjski, M., Mocibob, M., Zivkovic, I., Cvetesic N., Tawfik D. S., Toth-Petroczy A., Macek, B., Gruic-Sovulj, I. On the Mechanism and Origin of Isoleucyl-tRNA Synthetase Editing against Norvaline Journal of Molecular Biology, 2019, 431(6), pp. 1284-1297

8. Kekez, M., Zanki, V., Kekez, I., Baranasic, J., Hodnik, V., Duchêne, A.-M., Anderluh, G., Gruic-Sovulj, I., Matković-Čalogović, D., Weygand-Durasevic, I., Rokov-Plavec J., Arabidopsis seryl-tRNA synthetase: the first crystal structure and novel protein interactor of plant aminoacyl-tRNA synthetase FEBS Journal, 2019, 286(3), pp. 536-554

9. Bauer, N., Škiljaica, A., Malenica, N., Razdorov, G., Klasić, M., Juranić, M., Močibob, M. Sprunck, S., Dresselhaus, T., Leljak Levanić, D. The MATH-BTB Protein TaMAB2 Accumulates in Ubiquitin-Containing Foci and Interacts With the Translation Initiation Machinery in Arabidopsis Frontiers in Plant Science, 2019, 10, 1469

10. Baumann, K., Kordić, L., Močibob, M., Šinko, G., Tomić, S. Synthesis and in vitro screening of novel heterocyclic β-D-gluco- And β-D-galactoconjugates as butyrylcholinesterase inhibitors Molecules, 2019, 24(15), 2833

11. Raos, M., Zunec, R., Mocibob, M., Gojceta, K., Lukic, M., Golubic Cepulic, B. Susceptible and protective HLA-DR and HLA-DQ alleles for Fy a alloimmunization in the Croatian population Transfusion, 2019, 59(3), pp. 1118-1124 

Aktivni projekti

2017-2021 Aminoacil-tRNA-sintetaze kao čuvari standardnog genetičkog koda

Fondacija: Hrvatska zaklada za znanost (HrZZ)

Voditelj: prof. dr. sc. Ita Gruić Sovulj

2019-2022 Investigation of substrate and editing specificity in tRNA synthetases and the mechanism of antibiotic action

Fondacije: Hrvatska zaklada za znanost i Švicarska nacionalna zaklada za znanost 

Voditelji: prof. dr. sc. Ita Gruić Sovulj i prof. Nenad Ban