Počkejte prosím...

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vypsané disertační práce

Bioinformatické studie biochemické specificity G-kvadruplexu

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Bioinformatics, Bioinformatika
Vedoucí práce: Edward A. Curtis, Ph.D.

Anotace

G-kvadruplexy jsou nekanonické struktury nukleových kyselin, o nichž se předpokládá, že se účastní široké škály biologických procesů. Algoritmy, které se v současné době používají k identifikaci G-kvadruplexů v genomech, používají modely, ve kterých jsou strukturně odlišné třídy G-kvadruplexů, jako jsou ty s odlišnou polaritou vláken, seskupeny dohromady. Nicméně, objevující se nové studie naznačují, že tyto modely jsou příliš obecné, protože v některých případech nemohou rozlišit G-kvadruplexy s biochemicky odlišnými funkcemi. Abychom toto omezení vyřešili, provedeme řadu funkčních screenů využívajících knihoven G-kvadruplexů, v nichž se systematicky mění parametry, jako např. počet tetradů, délka smyčky a sekvence smyček. Data z těchto screenů budou použita při generování sekvenčních G-kvadruplex modelů specifických pro konkrétní funkce. Genomická distribuce těchto tříd G-kvadruplexů bude poté analyzována s ohledem na anotované genomické rysy, jako jsou místa začátku transkripce. Předpokládáme, že tato analýza odhalí genomická spojení, která jsou v současné době nedetekovatelná kvůli šumu z obecně používaných G-kvadruplex modelů.

Chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Bude studována a vyvíjena chemická syntéza hypermodifikovaných oligonukleotidů a DNA řetězců s využitím nových nukleosid fosforamiditů nesoucích různé modifikace na bázi. Tyto modifikace budou nahrnovat např. hydrofobní substituenty, heterocykly nebo cukry. V některých případech bude třeba vyvinout orthogonální chránění. Bude studována i hybridizace a folding těchto oligomerů, jejich interakce s proteiny a biologická aktivita.

Chemické a enzymové značení epigenetických nukleobází v DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Budou studovány nové biokompatibilní chemické či enzymové reakce pro modifikaci epigenetických bázi (např. 5hmC, 5hmU, 5fC atd.). Tyto reakce potom budou studovány pro značení, zobrazování či sekvenaci epigenetických nukleobází v DNA. Reference: 1. Vaníková, Z.; Janoušková, M.; Kambová, M.; Krásný, L.; Hocek, M. "Switching transcription with bacterial RNA polymerase through photocaging, photorelease and phosphorylation reactions in the major groove of DNA" Chem. Sci. 2019, 10, 3937-3942.

Enantioselektivní katalýza kontrolovaná helikální chiralitou

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Starý, Ph.D.

Anotace

Cílem Ph.D. projektu je příprava nových helikálně chirálních ligandů a komplexů kovů pro využití v enantioselektivní katalýze. Pozornost bude soustředěna na asymetrickou syntézu N-heterocyklických karbenů, cyklických (alkyl)(amino)karbenů, 2,2'-bipyridinů a metallacyklů odvozených od helicenů. Tyto chirální ligandy/komplexy kovů budou využity ve vybraných enantioselektivních reakcích katalyzovaných tranzitními kovy jako například cykloisomerizaci alkynů, metathesi olefinů a hydrogenaci.

Inhibitory virových methyltransferas

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Mgr. Radim Nencka, Ph.D.

Anotace

Virové methyltransferasy (MTasy) hrají zásadní roli v procesu instalace čepičky na nově syntetizovanou RNA v průběhu replikace. U flavivirů je čepička obvykle tvořena 7-N-methylovaným guanosin-5'-trifosfátem a 2'-O-methyladenosinem a MTasy jsou zodpovědné za methylaci jak guanosinové nukleobáze, tak adenosinového cukerného zbytku. Projekt se zaměří na syntézu nových inhibitorů těchto enzymů, jejichž struktura je značně konzervována mezi četnými flaviviry, které jsou odpovědné za důležitá lidská onemocnění, jako je klíšťová encefalitida, dengue a západonílská horečka, případně žlutá zimnice.

Katepsinové proteasy v biomedicíně

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: RNDr. Michael Mareš, CSc.

Anotace

Projekt je zaměřen na proteolytické enzymy katepsinového typu, které se významně podílejí na patologiích a představují cílové molekuly pro terapii. Studovány budou katepsiny člověka a jeho patogenů a parazitů. Cílem projektu je analýza struktury a funkce katepsinů a vývoj nových inhibičních molekul pro jejich regulaci. Téma na rozhraní biochemie a molekulární biologie využívá zejména následující metodické přístupy: funkční proteomiku a chemickou genomiku, rekombinantní expresi proteinů, enzymologii, proteinovou krystalografii a molekulární modelování.

Modifikace RNA pro regulaci translace

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Budou připravovány modifikované mRNA nesoucí různé substituenty na bázích polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů a bude studován vliv těchto substituentů na interakce s proteiny a na translaci. Reference: 1. Milisavljevič, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M.: "Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates" Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807.

Modifikované nukleosid trifosfáty s nepřirozenýmu nukleobázemi pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Bude studována a vyvíjena chemická syntéza různých modifikovaných nukleosid trifosfátů odvozených od d5SICS a dMMO2 nukleosidů, které jsou využívány v rozšíření genetické abecedy. Budou navrženy a připraveny nové deriváty nesoucí užitečné funkční skupiny pro modifikaci DNA ve velkém žlábku. Bude studována substrátová aktivita techno dNTPs s různými DNA polymerasami a budou využity pro selektivní modifikaci DNA i pro enzymovou syntézu hypermodifikovaných DNA. Reference: Seo, Y. J.; Malyshev, D. A.; Lavergne, T.; Ordoukhanian, P.; Romesberg, F. E. Site-specific Labeling of DNA and RNA Using an Efficiently Replicated and Transcribed Class of Unnatural Base Pairs. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19878–19888.

Molekulární motory vázané na površích

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Mgr. Jiří Kaleta, Ph.D.

Anotace

Organizing of individual molecular machines into regular 2-D assemblies is a promising route towards a new generation of smart materials. For example, arrangement of unidirectional molecular motors into densely packed two-dimensional films may lead to amplification of their functions and such materials could be in theory used as novel propulsion systems. The aim of this strongly interdisciplinary project involves design and synthesis of a novel generation of unidirectional light-driven molecular motors that will be then used to form regular and tightly packed 2-D films on various surfaces. Such 2-D assemblies will be subsequently studied using various analytical techniques. This project spans over several fields of chemistry – from organic, through surface to physical.

Molekulární stroje v supramolekulárních systémech

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Mgr. Jiří Kaleta, Ph.D.

Anotace

Molecular machines, particularly their 2-D and 3-D assemblies, are unique systems with huge potential in nanoelectronics. Here we would like to investigate a new approach towards regular 2-D arrays of molecular machines that is based on formation of host-guest complexes between properly designed guest molecules and cucurbit[n]urils (CBs). These rod-like guest molecules will carry functional unit on one of its termini and anchoring unit capable of interacting with CBs on the opposite one. The distribution of such supramolecular complexes on flat metallic surfaces should be dictated by packing and interactions between CBs and corresponding substrates. The aim of this complex project is comprised of designing a new class of (ideally light-triggered) molecular machines based on various switches or motors, synthesizing such complex systems, formation of supramolecular assemblies using a host-guest approach, and their subsequent studies both in solution and on various surfaces. Not surprisingly, this research covers several areas of chemistry, from organic, supramolecular, analytical, and physical to material.

Nanočástice schopné eliminovat viry šířící se vzduchem, vodou a tělními tekutinami

Garantující pracoviště: Ústav biochemie a mikrobiologie, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Studijní programy: Mikrobiologie, Microbiology
Vedoucí práce: Mgr. Jan Weber, CSc.

Anotace

Navržený PhD projekt se týká problému nebezpečí virů v životním prostředí na člověka. Vychází z předběžných výsledků, kde specificky připravené nanočástice inhibovaly a eliminovaly řadu virů jako je např. herpes simplex 1 a 2, lidský papilomavirus, respirační syncyciální virus a virus dengue. Tyto viry využívají pro prvotní přichycení a vstup do buňky heparan sulfát proteoglykan, který se vyskytuje na povrchu buněk. V projektu budeme testovat stříbrné a zlaté nanočástice s navázaným merkaptoundekan sulfátem, který mimikuje heparan sulfát. Ty budou připraveny jednak jako pevné látky a jednak budou pomocí sonochemické potahovací technologie naneseny na různé materiály. V naší laboratoři budeme zkoumat jejich antivirový a virucidní účinek na viry, které se přenášejí vzduchem (coxsackie virus, adenovirus, reovirus), vodou (norovirus a rotavirus) ale i krví a tělními tekutinami (HIV, virus hepatitidy B, zika virus). Student se během svého postgraduálního studia naučí pracovat s buněčnými kulturami v laboratoři s úrovní technického zabezpečení 3 zejména techniky stanovení replikace a inhibice různých virů, fluorescenční imunochemické metody, qRT-PCR. Reference: 1. Cagno V, et al. Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism. 2018 Nat Mater. 17(2):195-203. doi: 10.1038/nmat5053. Epub 2017 Dec 18

Neplanární nekonvenční pi-elektronové systémy

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: RNDr. Irena Stará, CSc.

Anotace

Cílem Ph.D. projektu je vývoj syntetických přístupů ke komplexním ?-elektronovým systémům, jakými jsou rozsáhlé aromáty. Pozornost bude věnována také syntéze jejich funkčních derivátů. U těchto unikátních molekul bude studováno jejich dynamické chování, chemická reaktivita, uspořádání v krystalu, 2D samoskladba, chiroptické (a jiné spektroskopické) vlastnosti stejně jako přenos náboje či spinu.

Nukleotidy nesoucí polární či nabité funkční skupiny pro enzymovou syntézu modifikované DNA

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Anotace

Budou navrženy a připraveny nukleosidy a nukleosid trifosfáty, nesoucí polární nebo nabité funkční skupiny, např. bazické nebo kyselé, kladně nebo záporně nabité substituenty apod.. Modifikované dNTPs budou studovány jako substráty pro DNA polymerasy a stavební bloky pro enzymovou přípravu modifikovaných či hypermodifikovaných DNA nesoucích různé kombinace funkčních skupin ve velkém žlábku. Tyto budou využity při selekci aptamerů. Reference: 1. Hocek, M.: "Enzymatic Synthesis of Base-Functionalized Nucleic Acids for Sensing, Cross-linking, and Modulation of Protein–DNA Binding and Transcription" Acc. Chem. Res. 2019, 52, 1730-1737.

Návrh a příprava nových fotopřepínačů odvozených od bisazobenzenů

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Nedávno jsme publikovali syntézu vhodně substituovaných 5-fenylazopyrimidinů (viz reference). Jejich fyzikálně-chemické vlastnosti byly studovány pomocí in situ NMR spektroskopie a optické spektroskopie. Cílem současného projektu bude syntéza nových molekulárních fotopřepínačů založených na kombinaci bisazobenzenů a pyrimidinů, zejména bis(pyrimidyldiazenyl)benzenů. Bude vyvinuta a optimalizována jejich syntéza a budou studovány jejich fyzikálně-chemické vlastnosti. Reference: Procházková E., Čechová L., Kind J., Janeba Z., Thiele C.M., Dračínský M.: Photoswitchable intramolecular hydrogen bonds in 5-phenylazopyrimidines revealed by in situ irradiation NMR spectroscopy. Chem. Eur. J. 24: 492–498, 2018. Čechová L., Kind J., Dračínský M., Filo J., Janeba Z., Thiele C. M., Cigáň M., Procházková E.: Photoswitching behaviour of 5-phenylazopyrimidines: in situ irradiation NMR and optical spectroscopy combined with theoretical methods. J. Org. Chem. 83: 5986–5998, 2018.

Návrh a příprava nových heterocyklických sloučenin a studium jejich biologických vlastností

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

V medicinální chemii představují heterocykly ve strukturách biologicky aktivních molekul důležité farmakofory. Cílem současného projektu bude syntéza nových heterocyklických sloučenin, modifikace jejich struktury a vyhodnocení jejich biologických a farmakokinetických vlastností.

Příprava a přeměny fluoralkylovaných heterocyklů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Petr Beier, Ph.D.

Anotace

Heterocykly substituované fluorovými skupinami hrají významnou úlohu ve farmaceutickém výzkumu a při vývoji nových materiálů. V této souvislosit je stale nevyřešena otázka obecně použitelné a přímé zavedení fluoralkylové skupiny na uhlíkový atom heterocyklu nebo na atom dusíku v případě dusíkatých heterocyklů. V tomto projektu se budeme zabývat zavedením fluoralkylových skupin (jako např. trifluoromethyl nebo difluormethyl) radikálovými nebo ionovými reakcemi a take transformacemi primárních produktů na nové heterocyklické a acyklické fluorované sloučeniny.

Příprava nových typů analogů nukleotidů jako inhibitorů enzymů metabolismu nukleotidů s potenciální antiparazitickou a antibakteriální aktivitou

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Dana Hockova, CSc.

Anotace

V souvislosti se zaměřením skupiny na medicinální chemii, bude tématem projektu racionální návrh a syntéza nových typů nukleotidových analogů jako potenciálních inhibitorů klíčových enzymů podílejících se na metabolismu složek nukleových kyselin. Důraz bude kladen na selektivitu inhibice vyplývající z jemných rozdílů v aktivních místech enzymů jednotlivých organismů. K objasnění vazby inhibitorů budou použity krystalové struktury a molekulární dokování. Pro testování v buněčných kulturách budou připravena proléčiva od nejlepších inhibitorů. V rámci spolupráce bude studována biologická aktivita připravených látek, zejména antiparazitická (např. Plasmodium falciparum, Trypanosoma brucei) a antibakteriální (např. Mycobacterium tuberculosis, Helicobacter pylori). Reference: Špaček, P; Keough, D. T.; Chavchich, M.; Dračínský, M.; Janeba, Z.; Naesens, L.; Edstein, M. D.; Guddat, L. W.; Hocková, D. Synthesis and Evaluation of Asymmetric Acyclic Nucleoside Bisphosphonates as Inhibitors of Plasmodium falciparum and Human Hypoxanthine-Guanine-(Xanthine) Phosphoribosyltransferase. J. Med. Chem. 2017, 60, 7539-7554.

Syntéza a použití N-fluoroalkylovaných sloučenin

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Petr Beier, Ph.D.

Anotace

Naše nedávno publikovaná syntéza perfluoralkyl azidů a triazolů1 otevřela nové možnosti ke studiu vlastností a reaktivity těchto látek. V tomto projektu budou studovány nové syntetické přístupy k obecně málo probádaným N-perfluoralkylovaným sloučeninám1-10 jako jsou azidy, azoly, aziriny, močoviny, karbamáty a amidy. Očekává se, že tato skupina látek najde použití ve vývoji nových léčiv a materiálů. Reference: 1. Z. E. Blastik, S. Voltrová, V. Matoušek, B. Jurásek, D. W. Manley, B. Klepetářová, P. Beier Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 346. 2. S. Voltrová, M. Muselli, J. Filgas, V. Matoušek, B. Klepetářová, P. Beier, Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 4962. 3. V. Motornov, A. Markos, P. Beier Chem. Commun. 2018, 54, 3258. 4. Z. Blastik, B. Klepetářová, P. Beier Chem. Select 2018, 3, 7045. 5. S. Voltrová, I. Putovný, V. Matoušek, B. Klepetářová, P. Beier Eur. J. Org. Chem. 2018, 5087. 6. V. Motornov, P. Beier J. Org. Chem. 2018, 83, 15195. 7. A. Markos, S. Voltrová, V. Motornov, D. Tichý, B. Klepetářová, P. Beier Chem. Eur. J. 2019, 25, 7640. 8. V. Motornov, V. Košťál, A. Markos, D. Täffner, P. Beier Org. Chem. Front. 2019, 6, 3776. 9. S. Voltrová, J. Filgas, P. Slavíček, P. Beier Org. Chem. Front. DOI: 10.1039/c9qo01295h. 10. O. Bakhanovich, P. Beier Chem. Eur. J. DOI: 10.1002/chem.201903627.

Vývoj algoritmů strojového učení pro predikci aktivity terpen-syntáz

Garantující pracoviště: Ústav informatiky a chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Bioinformatics, Bioinformatika
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Bioaktivní rostlinné metabolity jsou důležitým zdrojem chemických koster pro vývoj nových léčiv. Naše skupina vytváří nové, moderní postupy pro využití biosyntetického potenciálu rostlinného metabolismu za účelem zlepšení lidského zdraví. Jeden ze zajímavých problémů je predikce aktivity enzymů z jejich sekvence aminokyselin pomocí výpočetních metod. V tomto projektu budeme vyvíjet platformy strojového učení (např. hluboké neuronové sítě) pro predikci chemických struktur produkovaných jednou specifickou třídou rostlinných enzymů, terpen-syntázami. Tyto enzymy jsou zodpovědné za generování nejrozsáhlejší a nejrozmanitější třídy rostlinných metabolitů, které mají mnoho léčebných a průmyslových uplatnění. Jako vedlejší projekty bude student vyvíjet výpočetní postupy pro analýzu dat z hmotnostní spektrometrie, metabolomiky, molekulárních sítí, a de novo rekonstrukce transkriptomů. Reference: 1. Christianson, D. W. Structural and Chemical Biology of Terpenoid Cyclases. Chem. Rev. 117, 11570–11648 (2017) 2. Vattekkatte, A., Garms, S., Brandt, W. & Boland, W. Enhanced structural diversity in terpenoid biosynthesis: enzymes, substrates and cofactors. Org. Biomol. Chem. 16, 348–362 (2018)

Vývoj chemických nástrojů pro studium a manipulaci biologických procesů v živých buňkách.

Garantující pracoviště: Ústav chemie přírodních látek, Fakulta potravinářské a biochemické technologie
Vedoucí práce: Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Chemické reakce kompatibilní s biologickými systémy nabízejí jedinečnou možnost manipulace a studia biologických procesů v přirozených podmínkách. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioorthogonální reakce. Během posledních let jsme vyvinuli řadu reakcí, které nám umožňují monitorovat malé molekuly nebo biomolekuly v živých buňkách na základě fluorescenčního signálu vytvořeného během chemické reakce. Také používáme chemické a biologické přístupy k produkci peptidových nebo glykopeptidových knihoven, které zkoumáme za účelem identifikace buněčných cílů na ne se vážoucích. V rámci tohoto projektu plánujeme vývoj nových a využití stávajících chemických nástrojů ke studiu a zodpovězení různých biologicky relevantních otázek. Ideální kandidát by měl mít dobré znalosti na poli syntetické organické chemie, ale také zájem o chemickou biologii a biochemii. Tento interdisciplinární projekt vám umožní rozšířit si znalosti v těchto a příbuzných oborech a pracovat v mezinárodním prostředí skupiny a našeho institutu. Reference: 1) Vazquez, A., Dzijak R., Dracinsky M., Rampmaier R., Siegl S. J., Vrabel, M. (2017). Mechanism-Based Fluorogenic trans-Cyclooctene-Tetrazine Cycloaddition. Angew. Chem. Int. Ed., 56, 1334-1337. 2) Siegl, S. J., Dzijak, R., Vazquez, A., Pohl, R., Vrabel, M.: (2017). The Discovery of Pyridinium 1,2,4-Triazines with Enhanced Performance in Bioconjugation Reactions. Chem. Sci. 8, 3593–3598.

Vývoj metod pro stabilizaci organických radikálů

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Mgr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Organické radikály a radikál ionty představují zajímavou skupinu open-shell molekul, které jsou důležité pro design molekulární elektroniky a systémy pro konverzi a uchování světelné energie. Protože většina organických molekul preferuje closed-shell konfiguraci, stabilní organické radikály jsou vzácné molekuly, jež musí být stabilizovány externími faktory (sterické bránění, atomy třetí periody, komplexace).[1] Kandidát(ka) vyvine různé metody pro stabilizaci radikálů a radikál iontů, které budou generovány fotoindukovaným přenosem elektronu a dalšími redoxními procesy. Využije kombinovaný syntetický a spektroskopický postup pro výzkum tvorby, stability a vlastností radikál iontů.[2] Vyvinuté metody budou dále použity pro systémy schopné reversibilního přenosu elektronu a manipulace s náboji a protiionty. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Stane se součástí dynamické juniorské výzkumné skupiny zkoumající malé organické molekuly, podléhající redoxním procesům a reversibilním chemickým reakcím. Reference: [1] T. Fiala, L. Ludvíková, D. Heger, J. Švec, T. Slanina, L. Vetráková, M. Babiak, M. Nečas, P. Kulhánek, P. Klán, et al., J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2597–2603. [2] T. Slanina, T. Oberschmid, ChemCatChem 2018, 10, 4182–4190.

Vývoj systémů pro reversibilní přenos elektronu

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Mgr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Přenos elektronu a s ním spojená separace náboje je jedním z nejdůležitějších procesů ve vesmíru. Hraje významnou roli v procesech nezbytných pro život, např. ve fotosyntéze, buněčném dýchání, funkci proteinů a biokatalýze. Je také vysoce důležitý pro solární panely, baterie, molekulární elektroniku a chytré materiály. Disertační práce bude zaměřena na možnost reversibilního přenosu náboje mezi dvěma redoxními centry. Přenos náboje bude v obou směrech řízen fotoindukovaným přenosem elektronu[1,2] a oba stavy budou stabilizovány externími faktory, například makromolekulární komplexací, následným chemickým procesem nebo interakcí se stabilizující molekulou.[3] Systémy schopné reverzibilního přenosu elektronu, kdy jsou oba stavy makroskopicky stabilní, mohou vykazovat nové a bezprecedentní vlastnosti: reorientaci dipólu, kontrolu náboje a protiiontů a regulaci elektrostatických sil.[4] Tyto unikátní vlastnosti budou dále použity v návrhu nových materiálů a zařízení pro molekulární elektroniku. Kandidát(ka) bude syntetizovat a charakterizovat organické redoxně aktivní molekuly a bude studovat jejich vlastnosti v roztoku i v pevné fázi pro výzkum fenoménu reverzibilního přenosu elektronu. Stane se součástí dynamické juniorské výzkumné skupiny zkoumající malé organické molekuly, podléhající redoxním procesům a reversibilním chemickým reakcím. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Reference: [1] T. Ghosh, T. Slanina, B. König, Chem Sci 2015, 6, 2027–2034. [2] A. U. Meyer, T. Slanina, C.-J. Yao, B. König, ACS Catal. 2016, 6, 369–375. [3] T. Fiala, L. Ludvíková, D. Heger, J. Švec, T. Slanina, L. Vetráková, M. Babiak, M. Nečas, P. Kulhánek, P. Klán, et al., J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2597–2603. [4] L. S. McCarty, G. M. Whitesides, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2188–2207.

Výzkum funkčních designových molekul nejmodernější kryogenní mikroskopií rastrovací sondou

Garantující pracoviště: Ústav organické chemie, Fakulta chemické technologie
Studijní programy: Chemistry, Chemie
Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Starý, Ph.D.

Anotace

Dostanete příležitost objevovat a probádat vlastnosti organických molekul navržených "na míru" pomocí speciálního mikroskopu s rastrovací sondou, který měří s přesností na pikometry. Cílem tohoto projektu je probádání nových chemických postupů na povrchu pevných látek za účelem překonání omezení tradiční syntézy a nalezení nových funkčních molekul unikátních chemických, elektronických a fotonových vlastností, jež lze všechny měřit tímto typem experimentálního zařízení.

Zkoumání fundamentálních molekulárních interakcí ovliňujících strukturu glykokalyxu EN:

Garantující pracoviště: Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská
Studijní program: Chemie

Anotace

Glykokalyx je vysoce nabitá silná vrstva biomakromolekul, která se nachází na povrchu buněk: Skládá se se převážně z polysacharidů, bílkovin a z pod nimi ležící plazmatické membrány. Tato vrstva funguje jako bariéra mezi buňkou a jejím okolím, která působí jako selektivní filtr, a ovliňuje tak například průchod léků do buňky. Glykokalyx je také přímo zapojen do mnoha onemocnění (např. kardiovaskulární problémy, rakovinové metastázy). Jelikož je molekulová struktura glykokalyxu přímo odpovědná za mnoho funkcí a onemocnění, její znalost a její vlastnosti jsou velice důležité. Tento projekt se zaměřuje na studium základních interakcí mezi biomolekulami a molekulárními motivy nalezenými v glykokalyxu, které jsou zodpovědné za jeho strukturu. Převážně pomocí výpočetních metod (molekulová a kvantová mechanika) budeme studovat interakce mezi specifickými cukry, peptidy a lipidovými membránami nacházejícími se v glykokalyxu. Tento výzkum bude také částečně doplněn experimentální prací (Ramanova spektroskopie, NMR, flurorescence, či měření osmotických koeficientů).


VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi