Toggle search
Toggle menu
309,2 tis.
63
18
533,9 tis.
Hrvatska internetska enciklopedija
Toggle preferences menu
Toggle personal menu
Niste prijavljeni
Your IP address will be publicly visible if you make any edits.

Nediljko Budiša

Izvor: Hrvatska internetska enciklopedija
More actions
Nediljko "Ned" Budisa

Budiša u laboratoriju godine 2012.
Rođenje 21. studenog 1966.
Šibenik, Hrvatska
Prebivalište Njemačka i Kanada
Državljanstvo 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. siječanj 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. lipanj 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. kolovoz 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. siječanj 2020. 
  6. ↑ "List of CIPSM professors". http://www.cipsm.de/cipsm-professorships/ Pristupljeno 10. kolovoz 2017. 
  7. ↑ "iGEM tim u Berlinu". http://igem.biocat.tu-berlin.de Pristupljeno 10. kolovoz 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. lipanj 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. kolovoz 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. listopad 2017. 
Dobavljeno iz "https://enciklopedija.cc/index.php?title=Nediljko_Budiša&oldid=360812"