Nediljko Budiša

Izvor: Hrvatska internetska enciklopedija
Inačica 261427 od 28. listopada 2021. u 00:21 koju je unio WikiSysop (razgovor | doprinosi) (Bot: Automatski unos stranica)
(razl) ←Starija inačica | vidi trenutačnu inačicu (razl) | Novija inačica→ (razl)
Skoči na:orijentacija, traži
Nediljko "Ned" Budisa
Nediljko Budisa 2012.jpg
Budiša u laboratoriju godine 2012.
Rođenje 21. studenog 1966.
Šibenik, Hrvatska
Prebivalište Njemačka i Kanada
Državljanstvo Flag of Croatia.svg hrvatsko
Polje Biokemija, Biorganska kemija, Sintetička biologija
Institucija Tehničko Sveučilište u Berlinu i Sveučilište u Manitobi, Winnipeg, Kanada
Alma mater Prirodoslovno-matematički fakultet u Zagrebu
Poznat po inženjerstvu genetičkog koda (Ksenobiologija)

Nediljko "Ned" Budiša (Šibenik, 21. studenog 1966.) je hrvatski biokemičar, profesor kemije i vođa nacionalne katedre prve klase za kemijsku sintetičku biologiju (Tier 1 Canada Research Chair (CRC) in Chemical Synthetic Biology) na Sveučilištu u Manitobi (Winnipeg, Kanada).[1] Budiša je pionir na području inženjerstva genetičkog koda (upute) i kemijske sintetičke biologije (Ksenobiologije). Njegovo istraživanje ima širok spektar primjena u raznim područjima počevši od bioorganske i biomedicinske kemije, strukturne biologije i biofizike, molekularne biotehnologije te inženjerstva metabolizma i biomaterijala. Autor je za sada jedinog udžbenika u svom istraživačkom području: "Engineering the genetic code: expanding the amino acid repertoire for the design of novel proteins".[2]

Akademski razvoj

Budiša je stekao diplomu gimnazijskog nastavnika u kemiji i biologiji 1990. godine na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu (PMF) Sveučilišta u Zagrebu, diplomirao je na Molekularnoj biologiji 1993 godine kada ujedno i završava poslijediplomske studije u biofizici na PMF-u. Brani doktorski rad 1997. godine na Tehničkom sveučilištu u Münchenu pod vodstvom profesora Roberta Hubera. Na Tehničkom Sveučilištu u Münchenu uspjeva i habilitirati 2005., te iste godine preuzima vodstvo juniorske istraživačke grupe ("Molekularna Biotehnologija")[3] na Max-Planck-Institutu za Biokemiju u Münchenu. Dobiva poziv (2008. godine) za redovitog sveučilišnog profesora na Tehničkom Sveučilištu u Berlinu (TUB) gdje je vršio znanstveno-nastavnu aktivnost u vremenu 2010-2018. godine.[4] U listopadu 2018. je prihvatio poziv sveučilišta u Manitobi za redovitog profersora kemije i vođu nacionalne katedre prve klase za kemijsku sintetičku biologiju (Tier 1 CRC in Chemical Synthetic Biology). Istovremeno je zadržao status asociranog profesora Tehničkom Sveučilištu u Berlinu. Budiša je također član Centra izvrsnosti “Unifying Systems in Catalysis” Tehničkog sveučilišta u Berlinu (UniSysCat)[5] a bio je i član CIPSM-Centra izvrsnosti Tehničkog sveučilišta u Münchenu u vremenu između 2007. i 2010.[6] Godine 2014. osnovao je prvi uspješni iGEM tim u Berlinu.[7]

Znanstvena djelatnost, otkrića i izumi

Budiša je utemeljitelj metode ugradnje aminokiselina u proteine (bjelančevine) pod selekcijskim pritiskom (Selective Pressure Incorporation, SPI[8]) koja omogućuje pojedinačne i višestruke[9] in vivo-ugradnje sintetičkih (ili nekanonskih) analoga prirodnih (kanonskih) aminokiselina, po mogućnosti 'tripletnom prenamjenom' (engleski: codon reassignment) smislenih (sense) kodona genetičkog koda (genske upute).[10] Njegova metodologija omogućuje fine kemijske manipulacije aminokiselinskim pokrajnjim ostacima i to uglavnom prolina, triptofana i metionina; često se ti eksperimenti izvode u sklopu jednostavnog metaboličkog inženjerstva.[11][12] Temeljni cilj njegovih istraživanja i inžinjerskog pristupa biologiji jest prijenos tzv. bio-ortogonalnih fizičko-kemijskih svojstava i reakcija (npr. kemoselektivna ligacija kao što je klik-kemija) te prijenos raznih spektroskopskih svojstva (npr. 'plava'[13] i 'zlatna'[14] fluorescencija) u kemiju živih bića. Na taj način se također eksprimentalno sprovodi obogaćivanje biokemije života i sa elementima kao što je fluor, selen ili telurij koji se javljaju samo u tragovima u metabolizmu živih stanica.[15]

Budiša dobro je poznat po uspostavi upotrebe nekanonskih aminokiselina koje sadrže selen za kristalografiju proteina[16] dok su se aminokiselinski analozi koji sadržavaju fluor, pokazali posebno podesnim za za 19F NMR spektroskopiju[17] i studije proteinskog savijanja (folding). U značajne Budišine izume spadaju i prva demonstracija kako se inženjerstvo genetičkog koda može koristiti kao alat za dizajn terapijskih proteina[18] i ribosomski sintetiziranih peptidnih lijekova[19]. Isto tako, pošlo mu je za rukom sprovesti i inovativno inženjerstvo biomaterijala na bazi adhezivnih (ljepljivih) proteina iz školjaka.[20] U Budišine značajne doprinose ubrajaju se i dizajn kemijskog modela kojim je objasnio ulogu oksidacije metionina u zloćudnoj agregaciji prionskih proteina[21] te otkriće uloge endo/egzo konformacije prolinskog prstena za stabilnost, savijanje (folding) i translaciju proteina.[22][23]

Zajedno s talentiranim suradnikom Vladimirom Kubiškinom sintetizirao je hidrofobni[24] umjetni poliprolin II heliks u sklopu dugoročne istraživačke suradnje s Anne Ullrich s Tehničkog Instituta u Karlsruheu. Njegovi raniji radovi na bio-expresiji prolinskih analoga u kombinaciji sa rezultatima ovog projekta pridonijeli su postavki teorije "alaninskog svijeta".[25] Ona objašnjava zašto je priroda odabrala genetički kod (univerzalan za sva živa bića na zemlji) [26] sa „samo“ 20 kanonskih (standardnih) amino kiselina za ribosomsku sintezu proteina.[27]

Godine 2015, Budišina grupa je uspješno provela dugoročni eksperiment mikrobne laboratorijske evolucije koji je rezultirao potpunom, proteomskom zamjenom svih 20.899 triptofanskih ostataka s tienopirol-alaninom u genetičkom kodu (uputi) bakterije Escherichia coli.[28] Ti rezultati daju čvrstu osnovu za laboratorijsku evoluciju života s alternativnim metabolitima ili sintetičkim (umjetnim) biokemijskim sustavima. Istovremeno taj pristup omogućava razvoj zanimljive tehnologije biološke sigurnosti i bezbjednosti gdje bi sintetičke stanice bile opremljene sa umjetnom genetičkom barijerom - tzv. genetička ogradnja (u engleskom govornom području koristi se izraz: genetic firewall; vidi: Ksenobiologija)[29] te mogu preživjeti samo u neprirodom okolišu tj. antopogenim laboratorijskim uvjetima.

Budiša također je aktivno uključen u raspravu o mogućim društvenim, etičkim i filozofskim utjecajima i posljedicama radikalnog inžinjerstva genetičkog koda (upute) u kontekstu nastojanja stvaranja sintetičkih stanica i života kao platformi za biotehnologiju budućnosti.[30]

Izbor nagrada

  • 2004: BioFuture Award[31]
  • 2017: Publication Award Fluorine Chemistry[32]

Poveznice

Vidi također

Izvori

  1. PREUSMJERI Predložak:Izvori
  1. ↑ "Welcome Professor Ned Budisa! - Department of Chemistry". https://www.sci.umanitoba.ca/chemistry/news-and-events/news/welcome-dr-ned-budisa Pristupljeno 4. siječnja 2020. 
  2. ↑ "knjiga kod Wiley Online Library". doi:10.1002/3527607188. ISBN 9783527312436. http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/3527607188 Pristupljeno 10. kolovoza 2017. 
  3. ↑ "Molekularna Biotehnologija". Max-Planck-Institut. Inačica arhivirana 10. lipnja 2007.. Pogreška: If you specify |archivedate=, you must also specify |archiveurl=1. https://web.archive.org/web/20070610062730/http://www.biochem.mpg.de/en/rg/budisa/ Pristupljeno 10. kolovoza 2017. 
  4. ↑ "web stranica instituta za kemiju TUB". http://www.biocat.tu-berlin.de/menue/about_us/group_leader/ Pristupljeno 11. kolovoz 2017 
  5. ↑ "UniSysCat Cluster of Excellence". https://www.unisyscat.de/ Pristupljeno 4. siječnja 2020. 
  6. ↑ "List of CIPSM professors". http://www.cipsm.de/cipsm-professorships/ Pristupljeno 10. kolovoza 2017. 
  7. ↑ "iGEM tim u Berlinu". http://igem.biocat.tu-berlin.de Pristupljeno 10. kolovoza 2017. 
  8. ↑ Budisa, N. (2004). "Prolegomena to future efforts on genetic code engineering by expanding its amino acid repertoire". Angewandte Chemie-International Edition 43: 3387–3428. doi:10.1002/anie.20030064 
  9. ↑ Lepthien, S.; Merkel, L.; Budisa, N. (2010). "In Vivo Double and Triple Labeling of Proteins Using Synthetic Amino Acids". Angewandte Chemie-International Edition 49: 5446-5450. doi:10.1002/anie.201000439 
  10. ↑ Bohlke, N.; Budisa, N. (2014). "Sense codon emancipation for proteome-wide incorporation of noncanonical amino acids: rare isoleucine codon AUA as a target for genetic code expansion". FEMS Microbiol Letter 351: 133–44. doi:10.1111/1574-6968.12371. PMC PMC4237120. PMID 24433543. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMCPMC4237120/ 
  11. ↑ Völler, J.-S.; Budisa, N. (2017). "Coupling genetic code expansion and metabolic engineering for synthetic cells". Current Opinion in Biotechnology 48. doi:10.1016/j.copbio.2017.02.002 
  12. ↑ Exner, M. P.; Kuenzl, S.; Schwagerus, S.; To, T.; Ouyang, Z.; Hoesl, M. G.; Lensen, M. C.; Hackenberger, C. P. R. et al. (2017). "Design of an S-Allylcysteine in situ production and incorporation system based on a novel pyrrolysyl-tRNA synthetase variant". ChemBioChem 18: 85-90. doi:10.1002/cbic.201600537. PMID 27862817 
  13. ↑ Lepthien, S.; Hoesl, M. G.; Merkel, L.; Budisa, N. (2008). "Azatryptophans endow proteins with intrinsic blue fluorescence". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 (42): 16095-16100. doi:10.1073/pnas.0802804105. PMC PMC2571030. PMID 18854410. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMCPMC2571030/ 
  14. ↑ Bae, J.; Rubini, M.; Jung, G.; Wiegand, G.; Seifert, M. H. J.; Azim, M. K.; Kim, J. S.; Zumbusch, A. et al. (2003). "Expansion of the Genetic Code Enables Design of a Novel "Gold" Class of Green Fluorescent Proteins". Journal of Molecular Biology 328: 977-1202. PMID 12729742. https://www.deepdyve.com/lp/elsevier/expansion-of-the-genetic-code-enables-design-of-a-novel-gold-class-of-L0Oc1mrVMi 
  15. ↑ Agostini, F.; Völler, J-S.; Koksch, B.; Acevedo-Rocha, C. G.; Kubyshkin, V.; Budisa, N. (2017). "Biocatalysis with Unnatural Amino Acids: Enzymology Meets Xenobiology". Angewandte Chemie-International Edition 56: 9680–9703. doi:10.1002/anie.201610129. PMID 28085996 
  16. ↑ Budisa, N.; Steipe, B.; Demange, P.; Eckerskorn, C.; Kellermann, J.; Huber, R. (1995). "High level biosynthetic substitution of methionine in proteins by its analogues 2-aminohexanoic acid, selenomethionine, telluromethionine and ethionine in Escherichia coli". Eur. J. Biochem 230: 788-796. doi:10.1111/j.1432-1033.1995.0788h.x. PMID 7607253 
  17. ↑ Seifert, M. H.; Ksiazek, D.; Smialowski, P.; Azim, M. K.; Budisa, N.; Holak, T. A. (2002). "Slow Conformational Exchange Processes in Green Fluorescent Protein Variants evidenced by NMR Spectroscopy". J. Am. Chem. Soc. 124: 7932-7942. doi:10.1021/ja0257725. PMID 12095337 
  18. ↑ Budisa, N.; Minks, C.; Medrano, F. J.; Lutz, J.; Huber, R.; Moroder, L. (1998). "Residue specific bioincorporation of non-natural biologically active amino acids into proteins as possible drug carriers. Structure and stability of per-thiaproline mutant or annexin V". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 455-459. PMC PMC18441. PMID 9435213. http://www.pnas.org/content/95/2/455.long 
  19. ↑ Budisa, N. (2013). "Expanded genetic code for the engineering of ribosomally synthetized and post-translationally modified peptide natural products (RiPPs)". Current Opinion in Biotechnology 24: 591-598. doi:10.1016/j.copbio.2013.02.026. PMID 23537814 
  20. ↑ Hauf, M.; Richter, F.; Schneider, T.; Faidt, T.; Martins, B. M.; Baumann, T.; Durkin, P.; Dobbek, H. et al. (2017). "Photoactivatable mussel-based underwater adhesive proteins by an expanded genetic code". ChemBioChem 18: 1819-1823. doi:10.1002/cbic.201700327 
  21. ↑ Wolschner, C.; Giese, A.; Kretzschmar, H.; Huber, R.; Moroder, L.; Budisa, N. (2009). "Design of anti- and pro-aggregation variants to assess the effects of methionine oxidation in human prion protein" (PDF). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106: 7756-7761. doi:10.1073/pnas.0902688106. PMC PMC2674404. PMID 19416900. http://www.pnas.org/content/106/19/7756.full.pdf 
  22. ↑ Steiner, T.; Hess, P.; Bae, J. H.; Moroder, L.; Budisa, N. (2008). "Synthetic Biology of Proteins: Tuning GFP´s Folding and Stability with Fluoroproline". PLoSONE 3: e1680. doi:10.1371/journal.pone.0001680. PMC PMC2243022. PMID 18301757. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMCPMC2243022/ 
  23. ↑ Doerfel, L. K.; Wohlgemuth, I.; Kubyshkin, V.; Starosta, A. L.; Wilson, D. N.; Budisa, N. (2015). "Entropic Contribution of Elongation Factor P to Proline Positioning at the Catalytic Center of the Ribosome". J. Am. Chem. Soc. 137: 12997–13006. doi:10.1021/jacs.5b07427. PMID 26384033 
  24. ↑ Kubyshkin, V.; Grage, S. L.; Bürck, J.; Ulrich, A. S.; Budisa, N. (2018). "Transmembrane Polyproline Helix". J. Phys. Chem. Lett. 9 (9): 2170–2174. doi:10.1021/acs.jpclett.8b00829. PMID 29638132 
  25. ↑ Kubyshkin, V.; Budisa, N. (2019). "Anticipating alien cells with alternative genetic codes: away from the alanine world!". Current Opinion in Biotechnology 60: 242–249. doi:10.1016/j.copbio.2019.05.006. PMID 31279217 
  26. ↑ Kubyshkin, V.; Acevedo-Rocha, C. G.; Budisa, N. (2017). "On universal coding events in protein biogenesis". Biosystems 164: 16–25. doi:10.1016/j.biosystems.2017.10.004. PMID 29030023 
  27. ↑ Kubyshkin, V.; Budisa, N. (2019). "The Alanine World Model for the Development of the Amino Acid Repertoire in Protein Biosynthesis". Int. J. Mol. Sci. 20(21): 5507. doi:10.3390/ijms20215507 
  28. ↑ Hoesl, M. G.; Oehm, S.; Durkin, P.; Darmon, E.; Peil, L.; Aerni, H.-R.; Rappsilber, J.; Rinehart, J. et al. (2015). "Chemical evolution of a bacterial proteome". Angewandte Chemie-International Edition 54: 10030-10034. doi:10.1002/anie.201502868. PMC PMC4782924. //www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMCPMC4782924/  NIHMSID: NIHMS711205
  29. ↑ Acevedo-Rocha, C. G.; Budisa, N. (2011). "On the Road towards Chemically Modified Organisms Endowed with a Genetic Firewall". Angewandte Chemie-International Edition 50: 6960–6962. doi:10.1002/anie.201103010. PMID 21710510 
  30. ↑ Schmidt, M.; Pei, L.; Budisa, N. (2018). "Xenobiology: State-of-the-art, Ethics and Philosophy of new-to-nature organisms". Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology 162: 301-315. doi:10.1007/10_2016_14. ISSN 0724-6145 
  31. ↑ "BioFuture Award profile". Inačica arhivirana 30. lipnja 2007.. Pogreška: If you specify |archivedate=, you must also specify |archiveurl=1. https://web.archive.org/web/20070630120054/http://www.biofuture-wettbewerb.de:80/index.php?index=23 Pristupljeno 10. kolovoza 2017. 
  32. ↑ "UniCat - Publication Award Fluorine Chemistry". https://www.unicat.tu-berlin.de/news-events/news/2017/17-09-14-budisa-flourine-award/ Pristupljeno 16. listopada 2017. 
Dobavljeno iz "https://enciklopedija.cc/index.php?title=Nediljko_Budiša&oldid=261427"