Ewch i’r prif gynnwys
Benjamin Bax

Dr Benjamin Bax

(e/fe)

Timau a rolau for Benjamin Bax

  • Darllenydd

    Ysgol y Biowyddorau

Trosolwyg

Rwy'n Ddarllenydd mewn Bioleg Strwythurol yn y Sefydliad Darganfod Meddyginiaethau ym Mhrifysgol Caerdydd. Nod y Sefydliad yw cyfieithu dealltwriaeth o fecanweithiau clefydau i ddulliau therapiwtig newydd ar gyfer cleifion sydd angen gwell opsiynau triniaeth. Gall gwybodaeth strwythurol am sut mae cyfansoddion yn rhwymo i'w proteinau targed helpu cemegwyr i ddylunio moleciwlau gwell a gall lywio strategaethau ar gyfer gwneud therapiwteg newydd.

Gweithiais i GlaxoSmithKline am ddeunaw mlynedd (1998-2016); cefnogi timau prosiect gyda data strwythurol, ar ystod o niwrowyddoniaeth, gwrthficrobaidd a thargedau eraill, gan gynnwys modiwlyddion positif derbynyddion AMPA (Ward, Bax a Harries, 2010;  DOI: 10.1111 / j.1476-5381.2010.00726.x)

Fe wnes i gefnogi'r tîm a ddatblygodd y gwrthfiotig newydd gepotidacin gyda data strwythurol (Bax, et al., 2010 Nature, 466, tt. 935-940) ac wedi cyhoeddi llawer o strwythurau grisial o gymhlethdodau DNA o DNA-gyrase a chyfansoddion (gweler tabl 1 ar Ymchwil tab - a chyhoeddiadau). Mae strwythurau'n awgrymu bod moleciwlau bach hyblyg yn aml yn gwneud atalyddion gwell o'r targed cyffuriau hyblyg hwn (cymhleth protein/DNA) na moleciwlau bach mwy anhyblyg. 

Cyhoeddiad

2025

2024

2023

2022

2020

2019

2018

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2004

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

Adrannau llyfrau

Erthyglau

Ymchwil

Diddordebau ymchwil

Rwy'n fiolegydd strwythurol/crisialogydd. Prif ffocws fy ymchwil yw ceisio deall sut mae cyfansoddion (moleciwlau bach) yn rhyngweithio â gweithgareddau proteinau ac yn cymedroli. Nod fy ymchwil yw helpu i gefnogi cemegwyr trwy ddarparu strwythurau i gynorthwyo i ddylunio cyffuriau dan arweiniad strwythur (gan gynnwys adnabod dyfroedd hapus ac anhapus).

Mae'r prif feysydd o ddiddordeb ymchwil ar hyn o bryd yn cynnwys:

  1. Dylunio cyffuriau dan arweiniad strwythur gyda ffocws ar glefydau'r system nerfol ganolog.
  2. Atalyddion topoisomerases math IIA bacteriol (fluoroquinolones, NBTIs, spiropyrimidinetriones ac ati).
  3. OTIs. Atalyddion topoisomerase sy'n cydnabod oligonucleotidau (gweler tab cyhoeddiadau).

1. Dyluniad cyffuriau dan arweiniad strwythur gyda ffocws ar glefydau'r system nerfol ganolog

Mae'r diddordebau yn cynnwys derbynyddion AMPA (10.1021 / jm100679e), derbynyddion NMDA a thargedau eraill. Mae'r derbynnydd AMPA PAM DT-101 ar hyn o bryd mewn treial clinigol cam II ar gyfer anhwylder iselder mawr ( https://clinicaltrials.gov/study/NCT07300969  ).

2. Atalyddion topoisomerases math IIA bacteriol (neu sydd â'r proffil cynnyrch targed cywir - targedu deuol).

Mae topoisomerases math IIA yn ensymau hanfodol sy'n rheoleiddio topoleg DNA trwy greu toriad DNA dwbl dros dro. Mae cyfansoddion sy'n sefydlogi cymhlethdodau hollti DNA gyda topoisomerases math IIA bacteriol yn cynnwys y dosbarth fflworquinolone hynod lwyddiannus o gyffuriau (sydd â rhybuddion 'blwch du' yn UDA) yn ogystal â chyffuriau cymeradwy 2025, zoliflodacin (spiropyrimidinetrione) a gepotidacin (NBTI - patent gyntaf gan GlaxoSmithKline yn 2008) (gweler Osheroff, 2026; DOI: 10.3390 / ijms27010496). Sylwer, er bod NBTI yn wreiddiol yn sefyll am novel bacterial topoisomerase inhibitor - mae'n well gennym bellach fod yr acronym NBTI ar gyfer nsafleoedd hollti ar DNA binding ar yr echel twofold inhibitor.

Mae'r strwythurau a bennwyd yn cynnwys y strwythur quinolone cyntaf sy'n dangos y 'bont dŵr-metel-ïon' bwysig (Wohlkonig et al., 2010;  DOI: 10.1038/nsmb.1892). Sylwch fod y ddau quinolones a spiropyrimidinetriones yn rhwymo yn y ddau, ar gyfer safleoedd hollti DNA staggered  pâr sylfaen.  

Mae'r tabl isod yn cynnwys llawer o strwythurau crisial pelydr-X o gymhlethdodau DNA S.aureus DNA gyase. Oherwydd bod sawl cymhleth gyrase DNA S. aureus gyda DNA (Bax et al., 2019; Morgan et al., 2024) anhwylder statig o amgylch echel ddeublyg y 'dimer' – mae cyfesurynnau biolegol 'cymhlethdodau sengl' ar gael isod – yn nhabl 1. Gweler y cyhoeddiadau o dan y tab cyfeirio am ragor o fanylion.

Sylwer - mae'r strwythurau crisial gyrase DNA S.aureus hyn yn cynnwys strwythurau sydd â golygfeydd clir o safleoedd rhwymo ïonau metel parth TOPRIM - ac yn awgrymu un mecanwaith symudol ar gyfer hollti DNA. Mae strwythur burum 2.98Å (cod pdb: 3L4K) wedi'i gymhlethu gan anhrefn statig o amgylch deublyg crisialog a mireinio yn wreiddiol gyda dau fetel ym mhob safle gweithredol wedi'i ail-fireinio i fod yn gyson â strwythurau cydraniad uchel anghyffredin ac mae cyfesurynnau ar gyfer y strwythur burum wedi'i ailfireinio ar gael isod yn nhabl 2.

TABL 1 Cyfesurynnau cymhlethdodau biolegol S.aureus DNA gyrase GyrBA fusion truncate gyda DNA a chyfansoddion.

Mae cyfesurynnau ar gyfer cymhlethdodau biolegol ar gael (cliciwch i uwchlwytho) yn y colofnau sydd wedi'u labelu 'Cyfesurynnau ar gyfer cymhleth cyntaf (neu ail) mewn uned anghymesur'. Sylwch fod y cynllun rhifo a ddefnyddir yn wahanol i rifo PDB. Os oes gan y cymhleth anhrefn deublyg o amgylch echel y cymhleth, mae dau gymhleth ar gael, sy'n cynrychioli dau gyfeiriadedd y cymhleth biolegol a welir yn y strwythur grisial. *Sylwch fod gan y rhan fwyaf o'r cymhlethdodau DNA a restrir un neu ddau gymhleth yn yr uned anghymesur; ond yn y ddau strwythur apo (2xco a 2xcq, mae'r dimer GyrBA yn eistedd ar ddeublyg crisialog ac mae hanner dimer yn yr uned anghymesur).

Mae'r cymhlethdodau DNA gyrase S.aureus i gyd yn fras C2 cymesur ac mae cyfansoddion wedi'u harsylwi mewn pedwar poced gwahanol: 1 (ac 1'), 2D (ar yr echel ddwywaith yn y DNA), 2A (ar yr echel ddeublyg rhwng y ddwy is-uned GyrA), 3 (a 3').

Na

Cod PDB +

Cydraniad

Atalydd             Cydlyniadau grisial. (BA-x numb.), Grŵp  gofod [cell (a,b,c Å, ac a,b,g °)] Cyfesurynnau ar gyfer y cymhleth cyntaf mewn asym. uned* Cyfesurynnau ar gyfer yr ail gymhleth mewn asym. uned*
     

1

1'

2D

2A

3

3'

     

1

2xcq 2.98

dim

-

-

-

 -

-

-

2xcq-BA-x.pdb

P6122, 90,90,416  90,90,120

2xcq-c1.pdb

 

2

2xco 3.1

dim

-

-

-

- 

-

-

2xco-BA-x.pdb

P6122, 90,90,411  90,90,120

2xco-c1.pdb

 
                       
3 9fz6 2.58 dim - - - - - -

9fz6-BA-x.pdb

P61, 94,94,411 90,90,120

9fz6-c1.pdb  

4

6FQV 2.6

dim

-

-

-

- 

-

-

6fqv-BA-x.pdb

P21, 93,125,155  90,96,90

6fqv-c1.pdb

6fqv-c2.pdb

5

5cdr

2.65

dim

-

-

-

- 

-

-

 

5cdr-v2-BA-x.pdb

(hen 5cdr-BA-x.pdb)

P61, 93,93,411 90,90,120

5cdr-v2-c1.pdb

(hen 5cdr-c1.pdb)

 
                       

6

5iwi 1.98

'237

-

-

X

X

-

-

5iwi-v2-BA-x.pdb

5iwi-BA-x.pdb

P61, 93,93,411 90,90,120

5iwi-v2-DNA-no1.pdb

5iwi-v2-DNA-no2.pdb

5iwi-c1a.pdb

5iwi-c1b.pdb

 

7

2xcs

2.1Å

'423

-

-

X

X

-

-

2xcs-v2-BA-x.pdb

2xcs-BA-x.pdb

P61, 93,93,413 90,90,120

2xcs-c1a.pdb

2xcs-c1b.pdb

 

8

6qtk

2.31Å

gepo'

-

-

X

X

-

-

6qtk-BA-x.pdb

P61, 93,93,409   90,90,120

6qtk-c1.pdb

6qtk-c2.pdb

 
9

6qtp

2.37Å
gepo' - - X X - -

6qtp-BA-x.pdb

P21, 86,124,94  90,117,90

6qtp-c1.pdb

6qtp-c2.pdb

 

10

5iwm

2.5Å

'237

-

-

X

X

-

-

5iwm-BA-x.pdb

P61, 94,94,413 90,90,120

5iwm-c1a.pdb

5iwm-c1b.pdb

 

11

4bwl

2.6Å

'587

-

-

X

X

-

-

4bul-BA-x.pdb

P61, 94,94,416 90,90,120

4bul-c1a.pdb

4bul-c1b.pdb

 

12

2xcr

3.5Å

'423

-

-

X

X

-

-

2xcr-BA-x.pdb

P21 2121 113,165,308 90,90,90

2xcr-c1a.pdb

2xcr-c1b.pdb

2xcr-c2a.pdb

2xcr-c2b.pdb

                       

13

5npp 2.22Å

'237 + Thp2

-

-

X

X

X

X

5npp-BA-x.pdb

P61, 93,93,410 90,90,120

5npp-c1a.pdb

5npp-c1b.pdb

 
                       

14

5npk 1.98Å

THP1color

-

-

-

 -

X

X

5npk-BA-x.pdb

P21, 89,121,169 90,90.1,90

5npk-c1.pdb

5npk-c2.pdb

15

6qx1color

2.65Å

Benzois'3

-

-

-

-

X

X

6qx1-BA-x.pdb

P61, 93,93,409   90,90,120

6qx1-c1.pdb

 
16

6qx2color

3.4
Benzois'3 - - - - X X

6qx2-BA-x.pdb

P21, 188, 410,94  90,120.2,90

Chwe chymhleth

yn asym. uned.

Cydraniad gwael

 
                       

17

5cdp 2.45Å

Etop.

X

-

-

 -

-

-

5cdp-BA-x.pdb

P61, 93,93,411 90,90,120

5cdp-c1.pdb

 

18

5cdm 2.5Å

QPT-1

X

X

-

 -

-

-

5cdm-v2-BA-x.pdb

5cdm-BA-x.pdb

P61, 94,94,412 90,90,120

5cdm-BA-x.pdb

 

19

8bp2  2.8Å

zoli.

X

X

-

-

-

-

8bp2-BA-x.pdb

P61, 95,95,417 90,90,120

8bp2-BA-x.pdb

 

20

5cdn 2.8Å

Etop.

X

X

-

-

-

-

5cdn-BA-x.pdb

P21, 90, 170, 125,  90, 102, 90

5cdn-c1.pdb

5cdn-c2.pdb

21

5cdq 2.95Å

Moxi.

X

X

-

 -

-

-

 

5cdq-BA-x.pdb

P21, 88, 171,126,  90, 103, 90

5cdq-c1.pdb

5cdq-c2.pdb

22

6fqm 3.06Å

IPY-t1

X

X

-

 -

-

-

6fqm-BA-x.pdb

P21 88, 172, 125,  90, 103, 90

6fqm-c1.pdb

6fqm-c2.pdb

23

6fqS 3.11Å

IPY-t3

X

X

-

 -

-

-

6fqs-BA-x.pdb

P61, 94,94,420 90,90,120

6FQS-C1A.PDB

6FQS-C1B.PDB

 

24

5cdo 3.15Å

QPT-1

X

X

-

 -

-

-

5cdo-BA-x.pdb

P21, 91,170, 125,  90, 103, 90

5cdo-c1.pdb

5cdo-c2.pdb

25

2xct 3.35Å

Cipro.

X

X

-

 -

-

-

2xct-v2-BA-x.pdb

P21, 89,123,170 90,90.3,90  90

2xct-v2-c1.pdb

2xct-v2-c2.pdb

Troednodyn: '237 = GSK945237; '423 = GSK299423; gepo = geoptidacin; '587 = GSK966587; Thp2 = thiophene 2; Thp1 = thiophene 1; Benzois'3 = benzoisoxazole3; Etop. = etoposid; QPT-1 = QPT-1; zoli. = zoliflodacin; Moxi. = moxifloxacin; IPY-t1 = imidazopyrazinone-tricyclic 1; ; IPY-t3 = imidazopyrazinone-tricyclic 3; cipro = ciprofloxacin.

Tabl 2 Cyfesurynnau cymhlethdodau biolegol ar gyfer strwythurau grisial 3L4K wedi'u hadneuo a'u hail-fireinio

Oherwydd bod 3L4K yn eistedd ar echel ddeublyg crisialog, mae'r dwysedd electron 2.98Å a arsylwir yn effeithiol yn gyfuniad o ddau strwythur wedi'u gorosod, sy'n gysylltiedig â'r echel ddeublyg grisialog. Mae hyn yn gwneud mireinio a dehongli dwysedd yr electronau yn fwy heriol, ac yn fwy amwys nag y byddai'n wir am strwythur grisial pelydr-X 2.98Å nad yw'n dioddef o anhwylder statig o'r fath. Isod cyflwynir cyfesurynnau o'r ddau ddehongliad o'r data: 3lk4.pdb a'r cymhlethdodau sy'n deillio, 3l4k-c1a.pdb a 3l4k-c1b.pdb yw'r dehongliad a gyhoeddwyd yn wreiddiol (Schmidt et al., 2010), tra bod RR-3l4k.pdb a RR-3l4k-c1a.pdb a RR-3l4k-c1b.pdb yn dod o'r cyfesurynnau ail-fireinio (gweler Bax et al., 2019 am fanylion).

Ffeil PDB   Safle gweithredol 1 Safle gweithredol 2    
 

Meddiannaeth safle metel

WHD Tyr 782

Meddiannaeth safle metel

WHD Tyr 782'

Cyfesurynnau crisialog

Cyfesurynnau ar gyfer cymhleth biolegol

 

A

B

 

A

B

     

Gwreiddiol 3L4K

1.0

1.0

Tŷ

1.0

1.0

Tŷ

3lk4.pdb

3lk4-c1a.pdb

3lk4-c1b.pdb

Ail-fireinio RR-3L4K

0.5

0.5

Tŷ

0.5

0.5

Tŷ

RR-3l4k.pdb

RR-3l4k-c1a.pdb

RR-3l4k-c1b.pdb

Bywgraffiad

Ymunais â SmithKlineBeecham (GlaxoSmithKline yn ddiweddarach) ym 1998 i weithio fel crisialog protein mewn grŵp bioleg strwythurol sydd newydd ei ffurfio.  Roedd strwythurau protein kinase a ddatryswyd yn cynnwys GSK-3beta (Bax et al., 2001; Christopher et al., 2009; Gentile et al., 2011, 2012; Henley et al., 2017).  Helpodd strwythurau grisial modulators positif derbynnydd AMPA i hyrwyddo cemeg ar y targed niwrowyddoniaeth heriol hwn (Ward et al., 2010 a, b; Ward et al., 2011).  Prif faes astudiaeth yw gwrthfiotigau newydd sy'n targedu topoisomerases math IIA bacteriol (Bax et al., 2010, Chan et al., 2017, 2015, 2014, Miles et al., 2016, 2013, Srikannathasan et al., 2015, Agrawal et al., 2013, Wohlkonig et al., 2010; Germe et al., 2018; Bax et al., 2019; Morgan et al., 2023, Morgan et al., 2024, Nicholls et al., 2025).  Helpodd strwythur cymhleth hollti DNA o'r gwrthfiotig zoliflodacin newydd i ddeall sut mae'r gwrthfiotig newydd hwn yn gweithio (Morgan et al., 2023) wrth bennu strwythurau S. Aureus Helpodd gyrase / DNA DNA y tîm i ddatblygu gepotidacin (Gibson et al., 2019)

Yn GSK roeddwn i'n cyd-gadeirio'r grŵp meddalwedd bioleg strwythurol ac roeddwn i'n gynrychiolydd diwydiannol ar bwyllgor gweithredol CCP4 (mae CCP4 yn gonsortiwm sy'n datblygu meddalwedd crisialogeg).  Arweiniodd sgwrs o benwythnos astudiaeth CCP4 2016 at bapur o'r enw: 'Getting the chemistry right: protonation, tautomers and the importance of H atoms in biological chemistry'.

Ymunais â'r Sefydliad Darganfod Meddyginiaethau yng Nghaerdydd yn 2018.

Mae gen i BSc mewn Ffiseg a Chemeg o Brifysgol Nottingham a PhD mewn Crisialog Protein o'r adran crisialog yng Ngholeg Birkbeck, Prifysgol Llundain.  Mae gen i angerdd dros ddefnyddio dylunio cyffuriau dan arweiniad strwythur i wneud meddyginiaethau newydd i wella iechyd pobl;  a phrofiad sylweddol fel biolegydd strwythurol diwydiannol (yn gweithio i GlaxoSmithKline (GSK) o 1998-2016).

Y strwythur ar gyfer fy PhD, o betaB2-crisialog, oedd y strwythur 'cyfnewid parth' cyntaf (Bax et al., 1990 - gweler y tab Cyhoeddiadau am fanylion).  Cyn symud i'r diwydiant ym 1998 gweithiais ar astudiaethau strwythurol ar nifer o broteinau gan gynnwys: ceruloplasmin (Zaitseva et al., 1996), PI 3-kinase (Panyotou et al., 1992; Dhand et al., 1994), protein kinase C (Srinivassan et al. 1996), 7S NGF (Bax et al., 1997), yr ARF G-protein bach (Greasely et al., 1995) a chymhleth o ffosducin gydag is-unedau beta / gamma y transducin protein G heterotrimerig (Loew et al., 1998).

 

Meysydd goruchwyliaeth

Current supervision

Harry Morgan

Research student (with Diamond Light Source)

Contact Details

Email [email protected]
Telephone +44 29225 11070
Campuses Y Prif Adeilad, Plas y Parc, Caerdydd, CF10 3AT