Izolacija alkaloida iz prirodnih spojeva

Od davnina pa sve do današnjih dana ljudi proučavaju alkaloide. Alkalodi su organski spojevi bazičnih svojstava koji sadrţe dušikove atome. Različita svojstva alkaloida (topljivost, struktura) omogućavaju i njihovu izolaciju. U ovom radu se obraĎuje izolacija i svojstva purinskih alkaloida kofeina, teobromina, te piperina. Primjenom standardnih metoda koje uključuju postupke ekstrakcije izolirani su navedeni alkaloidi iz kave, čaja, kakaa i papra.From ancient times until the present day, alkaloids are being studied. Alkaloids are organic compounds containing nitrogen atoms. Different properties of alkaloids (solubility, structure) enable their separation. This final year project decribes the isolation and properties of purine alkaloids such as caffeine, theobromine, and also piperine. Applying the standard described methods the aforementioned alkaloids were isolated from coffee, tea, cocoa and pepper

Izolacija alkaloida iz prirodnih spojeva

Od davnina pa sve do današnjih dana ljudi proučavaju alkaloide. Alkalodi su organski spojevi bazičnih svojstava koji sadrţe dušikove atome. Različita svojstva alkaloida (topljivost, struktura) omogućavaju i njihovu izolaciju. U ovom radu se obraĎuje izolacija i svojstva purinskih alkaloida kofeina, teobromina, te piperina. Primjenom standardnih metoda koje uključuju postupke ekstrakcije izolirani su navedeni alkaloidi iz kave, čaja, kakaa i papra.From ancient times until the present day, alkaloids are being studied. Alkaloids are organic compounds containing nitrogen atoms. Different properties of alkaloids (solubility, structure) enable their separation. This final year project decribes the isolation and properties of purine alkaloids such as caffeine, theobromine, and also piperine. Applying the standard described methods the aforementioned alkaloids were isolated from coffee, tea, cocoa and pepper

Synthesis of Sulfimide and Sulfoximide Derivatives of Benzo[b]thiophene

Prema dostupnoj literaturi, do danas je poznat samo jedan sulfiliminski derivat benzo[b]tiofena te sulfiliminski i sulfoksiminski derivati monocikličkog tiofena. VoĎeni tom spoznajom u ovom radu su pripremljeni poznati sulfiliminski te potpuno novi sulfoksiminski derivat benzo[b]tiofena. Poznatom sintezom sulfilimina N[1λ4benzo[b]tiofeniliden]-4-metilbenzensulfonamida (15) priredio se spoj čijom oksidacijom smo ţeljeli dobiti njegov sulfoksimin. Nakon nekoliko pokušanih oksidacija kao i pripreme drugih analoga prethodno navedenog sulfilimina, uspješno je pripremljen sulfoksimin 4- metil-N-[1-okso-1H-1λ6benzo[b]tiofen-1-iliden]benzensulfonamid oksidacijom pomoću H2O2-P2O5 reagensa. Sulfoksimin 17 je sulfoksiminski derivat benzo[b]tiofena. Usporedbom IR spektra, 1H i 13C NMR spektra sulfilimina 15 i sulfoksimina 17 utvrĎeno je da se radi o novom spoju.According to the available literature, up to present date, only one sulfilimine derivative of benzo[b]thiophene is reported and several sulfilimine and sulfoximine derivatives of monocyclic thiophene. Guided by this fact, we have prepared the reported sulfilimine and new sulfoximine derivative of benzo[b]thiophene that was previously unknown. The known synthesis of sulfilimine N- [1λ4-benzo[b]thiophenylidene]-4-methylbenzenesulfonamide (15) was followed in order to oxidise it and to obtain its sulfoximine. After few attempted oxidations, as well as preparations of other analogues of the aforementioned sulfilimine, we have successfully prepared sulfoximine 4-methyl-N- [1-oxo-1H-1λ6benzo[b]thiophen-1-ylidene]benzenesulfonamide by oxidation with H2O2-P2O5 reagent. Sulfoximine 17 is in fact sulfoximine derivative of benzo[b]thiophene. The comparison between the IR spectrum, 1H and 13C NMR spectra of sulfilimine 15 and sulfoximine 17 confirmed this is a new compound with the proposed structure

Molecular basis of honey bee (Apis mellifera, L.) response to heavy metal stress

Istraživanja  u  ovoj  doktorskoj  disertaciji  su  bila  usmerena  ka  razumevanju molekularnih  mehanizama  koji  se  aktiviraju  kod medonosne pčele (Apis mellifera, L.)  kao  odgovor  na  stres  izazvan  jonima  teških  metala,  što  zbog važnosti medonosne pčele kao oprašivača  ima  poseban  značaj  i  očekuje  se da će doprineti očuvanju ove vrste. Istraživanja su bila podeljena u tri faze. U prvoj fazi za analize  su  korišćene populacije pčela sa lokaliteta sa različitim  antropološkim uticajem  i izmerena je koncentracija metala u pčelama, pergi i medu, kao i relativna genska ekspresija i aktivnost antioksidativnih enzima. U drugoj fazi  pčele  su  u kontrolisanim laboratorijskim uslovima bile  izložene subletalnim dozama jona teških metala  (bakra,  kadmijuma i olova), nakon čega  su  izmereni parametri koji ukazuju na redoks status i nivo oksidativnog stresa. Rezultati prve dve faze su pokazali  da se ekspresija gena i aktivnost antioksidativnih enzima (superoksid dismutaze, katalaze i glutation  S-transferaze)  razlikuje u zavisnosti od stepena urbanizacije i industrijalizacije, dok je izlaganje bakru i kadmijumu u kontrolisanim uslovima u trajanju od 48 h dovelo samo do promene  u ekspresiji gena  i u većini slučajeva ekspresija je bila dozno zavisna od koncentracije metala.  Olovo je uzrokovalo promene u koncentraciji glutationa i sulfhidrilnih grupa proteina, što govori o tome da helacija olova može da bude prvi mehanizam odbrane od toksičnih efekata ovog metala.  U trećoj fazi bioinformatičkom analizom je  pronađen metalotionein medonosne pčele i ispitana je njegova funkcija u zaštiti od toksičnih efekata jona teških metala.  Utvrđeno je da pčele poseduju jedan gen za metalotionein, koji kodira mali protein sa regionima bogatim cisteinom za koje mogu da se vežu joni metala. Indukcija genske ekspresije metalotioneina medonosne pčele nakon izlaganja metalima i povećana tolerancija bakterija koje ekspresuju rekombinantni metalotionein na metale je potvrdila da metalotionein medonosne pčele ima ulogu u homeostazi bioelemenata i detoksikaciji potencijalno toksičnih metala.  Dobijeni rezultati predstavljaju osnovu za buduća istraživanja uticaja  jona teških metala na medonosnu pčelu i predstavljaju važan korak u sveobuhvatnoj proceni uticaja stresogenih faktora iz životne sredine na pčele.Research in this doctoral thesis  focuses  on  understanding the molecular mechanisms activated in the honey bee (Apis mellifera L.) as a response to stress caused by exposure to heavy metal ions. Because of the importance of honeybees as pollinators, this has special significance and is expected to contribute to the  conservation of this species. Studies have been divided into three phases. In the first phase, bee populations from  three localities under  different anthropological influence were used and the concentrations of metals in the bees, honey and bee bread  (perga), as well as relative gene expression and activity of antioxidant enzymes were measured. In the second phase, bees  were exposed to sublethal doses of heavy metal ions (copper, cadmium and lead) under controlled laboratory conditions, after which parameters that indicate redox status and oxidative stress were determined. The results of the first two phases showed that  gene expression and activity of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase, and glutathione  S-transferase) varies depending on the degree of urbanization and industrialization, while exposure to copper and cadmium in controlled conditions for 48 h  resulted only in a change in gene expression in the majority of cases, and the expression was dose-dependent on the concentration of the metal. Lead has caused changes in the concentration of glutathione and sulfhydryl groups of proteins, which indicates  that chelation may be the first defense mechanism against  the  toxic effects of this metal. In the third stage, honeybee metallothionein was identified by bioinformatic analysis and its function in  protection against the toxic effects of heavy metal ions was examined. It has been found that  honeybees have one metallothionein gene, which encodes a small protein with cysteine-rich regions that may bind metal ions. The induction of metallothionein gene expression after exposure of honeybees to metals and increased tolerance of bacteria that express recombinant metallothionein confirmed that this protein plays a role in the homeostasis of bioelements and detoxification of potentially toxic metals. These results form the basis for future research on the impact of  heavy metal pollution on the honey bee and represent an important step in the comprehensive assessment of the impact of stress factors from the environment on honey bees

Molecular basis of honey bee (Apis mellifera, L.) response to heavy metal stress

Istraživanja  u  ovoj  doktorskoj  disertaciji  su  bila  usmerena  ka  razumevanju molekularnih  mehanizama  koji  se  aktiviraju  kod medonosne pčele (Apis mellifera, L.)  kao  odgovor  na  stres  izazvan  jonima  teških  metala,  što  zbog važnosti medonosne pčele kao oprašivača  ima  poseban  značaj  i  očekuje  se da će doprineti očuvanju ove vrste. Istraživanja su bila podeljena u tri faze. U prvoj fazi za analize  su  korišćene populacije pčela sa lokaliteta sa različitim  antropološkim uticajem  i izmerena je koncentracija metala u pčelama, pergi i medu, kao i relativna genska ekspresija i aktivnost antioksidativnih enzima. U drugoj fazi  pčele  su  u kontrolisanim laboratorijskim uslovima bile  izložene subletalnim dozama jona teških metala  (bakra,  kadmijuma i olova), nakon čega  su  izmereni parametri koji ukazuju na redoks status i nivo oksidativnog stresa. Rezultati prve dve faze su pokazali  da se ekspresija gena i aktivnost antioksidativnih enzima (superoksid dismutaze, katalaze i glutation  S-transferaze)  razlikuje u zavisnosti od stepena urbanizacije i industrijalizacije, dok je izlaganje bakru i kadmijumu u kontrolisanim uslovima u trajanju od 48 h dovelo samo do promene  u ekspresiji gena  i u većini slučajeva ekspresija je bila dozno zavisna od koncentracije metala.  Olovo je uzrokovalo promene u koncentraciji glutationa i sulfhidrilnih grupa proteina, što govori o tome da helacija olova može da bude prvi mehanizam odbrane od toksičnih efekata ovog metala.  U trećoj fazi bioinformatičkom analizom je  pronađen metalotionein medonosne pčele i ispitana je njegova funkcija u zaštiti od toksičnih efekata jona teških metala.  Utvrđeno je da pčele poseduju jedan gen za metalotionein, koji kodira mali protein sa regionima bogatim cisteinom za koje mogu da se vežu joni metala. Indukcija genske ekspresije metalotioneina medonosne pčele nakon izlaganja metalima i povećana tolerancija bakterija koje ekspresuju rekombinantni metalotionein na metale je potvrdila da metalotionein medonosne pčele ima ulogu u homeostazi bioelemenata i detoksikaciji potencijalno toksičnih metala.  Dobijeni rezultati predstavljaju osnovu za buduća istraživanja uticaja  jona teških metala na medonosnu pčelu i predstavljaju važan korak u sveobuhvatnoj proceni uticaja stresogenih faktora iz životne sredine na pčele.Research in this doctoral thesis  focuses  on  understanding the molecular mechanisms activated in the honey bee (Apis mellifera L.) as a response to stress caused by exposure to heavy metal ions. Because of the importance of honeybees as pollinators, this has special significance and is expected to contribute to the  conservation of this species. Studies have been divided into three phases. In the first phase, bee populations from  three localities under  different anthropological influence were used and the concentrations of metals in the bees, honey and bee bread  (perga), as well as relative gene expression and activity of antioxidant enzymes were measured. In the second phase, bees  were exposed to sublethal doses of heavy metal ions (copper, cadmium and lead) under controlled laboratory conditions, after which parameters that indicate redox status and oxidative stress were determined. The results of the first two phases showed that  gene expression and activity of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase, and glutathione  S-transferase) varies depending on the degree of urbanization and industrialization, while exposure to copper and cadmium in controlled conditions for 48 h  resulted only in a change in gene expression in the majority of cases, and the expression was dose-dependent on the concentration of the metal. Lead has caused changes in the concentration of glutathione and sulfhydryl groups of proteins, which indicates  that chelation may be the first defense mechanism against  the  toxic effects of this metal. In the third stage, honeybee metallothionein was identified by bioinformatic analysis and its function in  protection against the toxic effects of heavy metal ions was examined. It has been found that  honeybees have one metallothionein gene, which encodes a small protein with cysteine-rich regions that may bind metal ions. The induction of metallothionein gene expression after exposure of honeybees to metals and increased tolerance of bacteria that express recombinant metallothionein confirmed that this protein plays a role in the homeostasis of bioelements and detoxification of potentially toxic metals. These results form the basis for future research on the impact of  heavy metal pollution on the honey bee and represent an important step in the comprehensive assessment of the impact of stress factors from the environment on honey bees