|
Stanovení farmaceutických látek v odpadních vodách
Horkelová, Simona ; Sobotníková, Jana (vedoucí práce) ; Coufal, Pavel (oponent)
Akumulace léčiv v životním prostředí je signifikantním tématem dnešní doby. Každý rok se spotřeba a nadužívání farmaceutických látek zvyšuje a velká část poté končí v odpadních vodách. Dosavadní procesy na čistírnách odpadních vod často nedokážou efektivně odstranit tyto látky, protože k tomu nebyly původně navrhované a uzpůsobené. To způsobuje postupné pronikání léčiv do vodních systémů a tím se zvyšuje znečištění povrchových, podzemních, a dokonce i pitných vod. V současné době není platná legislativa, která by se zabývala sledováním a eliminací léčiv v odpadních vodách. V této diplomové práci byla pomocí akreditované metody v laboratořích ALS Czech Republic stanovována léčiva a některé metabolity ve vzorcích odpadních vod. Byly porovnávány vstupní a výstupní koncentrace farmak na čistírnách odpadních vod různé velikosti a byly stanoveny účinnosti jejich eliminace. Dále proběhlo srovnání čistíren komunálních a nemocniční čistírny. Klíčová slova: LC-MS, léčiva, metabolity, odpadní vody, životní prostředí
|
|
Genomic prediction and genome-wide association studies of metabolic networks
Schwarzerová, Jana ; Weckwerth, Wolfram (oponent) ; Ramberger,, Benjamin (vedoucí práce)
Current research on the interface of bioinformatics and ecology engineering offers potential due to the combination of laboratory analysis and advanced bioinformatics algorithms. The thesis investigates the combination of GC-MS -based metabolomic analysis for identification and quantitation of metabolites of environmental perturbations with the advanced bioinformatics approach of genome-wide association studies (GWAS). The analysis is performed using genomic prediction based on two different temperature-related growth conditions of the collected dataset from 241 Arabidopsis thaliana natural accessions (genotypes). Current challenges that arise from climate change and industrial pollution encourage fundamental research on the adaption of organisms due to environmental effects. The findings in this field may play a key role in solving associated problems for the environment. Particularly plants, which serve as net primary producers of our most vital resources, food, health and energy, represent most important research subjects in this regard. The findings presented in this thesis reveal the individual adaptation strategies to cold stress of the plant depending on its original habitate. Furthermore, the association of metabolites with GWAS revealed potential genomic regions involved in the adapation of the plant to cold temperature. While simple observations reveal only phenotype changes, changes in genotypes of organisms can be captured using this metabolic GWAS technology presented in this thesis and further utilized in industrial ecology and biotechnology. The final part of the thesis is extended by using the inverse stochastic Lyapunov Matrix equation for the obtained results using to investigate the regulation of metabolism during adaptation to cold temperature.
|
|
Účinnost procesů úpravy vody s využitím aktivního uhlí
Hladíková, Lucie ; Kolesíková, Lucie (oponent) ; Kučera, Tomáš (vedoucí práce)
Předmětem diplomové práce problematika výskytu pesticidů v životním prostředí a možnost jejich odstranění přes aktivní uhlí. Práce je rozdělena na dvě části, a to na část rešeršní a část praktickou. Rešeršní část je zaměřena na popis aktivního uhlí. Dále se zabývá rozdělením pesticidů a jejich degradaci v životním prostředí. V praktické části byl proveden laboratorní experiment s cílem zjistit účinnost odstranění pesticidů a metabolitů z testované vody na dvou druzích aktivního uhlí.
|
|
Biotransformace kyseliny ferulové na senzoricky aktivní látky
Opial, Tomáš ; Pernicová, Iva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa zaoberala biotransformáciou kyseliny ferulovej na senzoricky aktívne látky. Experiment bol založený na sledovaní biotransformačného potenciálu vybraných mikroorganizmov metódou vysoko účinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC) pričom kultivácia prebiehala v dvoch paralelných prevedeniach a vzorky s pridanou kyselinou ferulovou boli rozdelené na 24 hodinové pôsobenie a 48 hodinové pôsobenie kyseliny ferulovej na bakteriálne kultúry. Bolo zistené, že termofilné baktérie a halofilná baktéria Halomonas neptunia sú najvhodnejšími kandidátmi na biotransformáciu kyseliny ferulovej na senzoricky aktívne látky. Pri oboch vzorkách baktérii Schlegelella thermodepolymerans (DSM 15344 a DSM 15264) došlo k vzniku 33 mg/l a 76 mg/l kyseliny vanilovej a 81 mg/l a 71 mg/l 4-vinylguaiacolu po 24 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej. U vzorky s baktériou T. taiwanensis po 48 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej vzniklo 61 mg/l kyseliny vanilovej a 32 mg/l 4-vinylguaiacolu a u vzorky R. xylanophilus 56 mg/l 4-vinylguaiacolu. U vzorky s baktériou H. neptunia po 24 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej došlo k jej premene na 296 mg/l kyseliny vanilovej, čo činilo až 59% konverzie pôvodnej kyseliny ferulovej a u vzorky s baktériou H. organivorans po 24 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej vzniklo 71 mg/l kyseliny vanilovej. Avšak po 48 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej kyselina vanilová degradovala. Okrem screeningu biotransformačného potenciálu sa vykonalo aj porovnanie sekvencie bakteriálnych enzýmov, podieľajúcich sa na biotransformácii, s proteínovými sekvenciami v databáze pomocou vyhľadávacieho nástroja BLAST. Prítomnosť génov kódujúcich enzýmy podieľajúcich sa na biotransformácii bola dokázaná takmer pre všetky používané mikroorganizmy okrem baktérie H. neptunia, pre ktorú nebol dokázaný ani jeden gén. Najväčší počet prítomných génov u baktérii bol pri enzýmoch feruloyl-CoA-syntetáza, enoyl-CoA hydratáza/izomeráza, acetoacetyl-CoA thioláza a vanilín dehydrogenáza.
|
|
Vliv abiotických faktorů (teploty) na vybrané druhy zelených mikrořas
Ston, Michal
Mikrořasy jako jednobuněčné organismy, jsou součástí celé řady ekosystémů a jsou tedy náchylné na změny prostředí ve kterém se vyskytují. Vyvinuly si řadu mechanismů, aby se v rámci svého života těmto změnám mohly přizpůsobit. Ovšem některé změny, mohou mít na životnost buněk i negativní vliv. Ačkoli je mnoho řas adaptováno na extrémní podmínky, problémem zůstává změna klimatu a náhlé výkyvy teplot, které mohou vést ke stresu a následnému poškození buněk mikrořas. Cílem této diplomové práce bylo porovnat a vyhodnotit účinky zvýšené teploty na různé druhy mikrořas. Výsledky této práce naznačují, že teplota 40 °C má rozdílný vliv na mikrořasy Chlorella sorokiniana a Scenedesmus obliquus, který byl pozorován pomocí spektrofotometrických analýz fotosyntetizujících pigmentů, sekundárních metabolitů a antioxidační kapacity. Dále výsledky poukazují, že mikrořasa Chlorella sorokiniana vykazovala pozitivní reakci na teplotní stres, kdy při působení vyšší teploty došlo ve všech pozorováních ke zvýšení produkce těchto látek vůči kontrole při 23 °C (p ≤0,01). U mikrořasy Scenedesmus obliquus došlo ve většině případů ke snížení produkce látek, pouze u chlorofylu b došlo k opačnému jevu, tedy k nárůstu produkce chlorofylu b. Ve všech případech byly nalezeny statisticky významné rozdíly (p ≤0,01) mezi Chlorella sorokiniana a Scenedesmus obliquus při teplotě 40 °C. ve všech sledovaných parametrech byla adaptivní odpověď na zvýšenou teplotu lepší u Chlorella sorokiniana.
|
|
Funkční profilování komponentů komplexu transkripčních koaktivátorů SAGA v Arabidopsis
Sokolov, Rodion
Regulace genové exprese může být uskutečněna různými mechanismy, přičemž jedním z nich je enzymy zprostředkována modifikace histonů. Spt-Ada-Gcn5 acetyltransferázový (SAGA) komplex je komplex transkripčních koaktivátorů vysoce konzervovány mezi rostlinami a kvasinkami. V rostlinách může SAGA regulovat expresi genů prostřednictvím acetylace a deubikvitinace histonů. PHYTOCHROME-DEPENDENT LATE-FLOWERING (PHL)/SPT20 je podjednotkou strukturního modulu SAGA, která interaguje s fytochromem B a reguluje tak kvetení, zároveň však jeho exprese ovlivňuje odpověď rostlin na sucho a nedostatek dusíku. V praktické časti této práce byl prozkoumán vliv PHL na odolnost vůči dalším abiotickým stresům jako je oxidační a osmotický stres. Odpověď rostlin postrádajících gen kódující PHL na dané stresy se ukázala být závislá na fotoperiodě, přičemž dopad oxidačního stresu byl pro ně vyšší při pěstování za podmínek dlouhého dně a naopak, rostliny byly citlivější na osmotický stres podmínek krátkého dně. Rovněž jsme identifikovali metabolity, které byly přítomny u mutantní linie phl v odlišné koncentraci než u standardních rostlin a mohou tak stát za odlišnou odpovědí této linie na stres.
|
|
Vliv chronické expozice chloridazonu a jeho metabolitu chloridazon desphenylu na raka signálního
MATERNA, Jan
Cílem této diplomové práce bylo posouzení vlivu chloridazonu (Ch) a jeho metabolitu chloridazon desphenylu (Ch-D) v environmentálně relevantních koncentracích 0,45 mikrogramů/l (Ch1; Ch-D1) a 2,7 mikrogramů/l (Ch2; Ch-D2) na adultní jedince raka signálního (Pacifastacus leniusculus). Vlastní experiment probíhal formou chronického testu toxicity s 30ti denní expozicí následovanou 15ti denní depurační fází. Vliv testovaných látek byl hodnocen na základě chování, biochemického profilu hemolymfy, biomarkeru oxidativního stresu a antioxidačních biomarkerů. Testované látky neměly vliv na chování raků. Chloridazon v koncentraci 2,7 mikrogramů/l (Ch2) způsobil u testovaných raků signifikantní (P<0,01) zvýšení hladiny glukózy (GLU), laktátu (LACT) a aktivity alanin aminotransferázy (ALT) a aspartát aminotransferázy (AST) v hemolymfě, včetně změny v hladině katalázy (CAT) v žábrech i hepatopankreatu, ve srovnání s kontrolami. Raci vystaveni působení chloridazonu v obou koncentracích (0,45 mikrogramů/l; 2,7 mikrogramů/l) vykazovali signifikantně (P<0,01) vyšší hladinu redukovaného glutathionu (GSH) v žábrech a hepatopankreatu ve srovnání s kontrolou. Expozice chloridazon desphenylu v koncentraci 0,45 mikrogramů/l i 2,7 mikrogramů/l způsobila významně (P<0,01) vyšší hladinu glukózy, laktátu, amoniaku (NH3), vápníku (Ca) a aktivitu alanin aminotransferázy a aspartát aminotransferázy v hemolymfě ve srovnání s kontrolou. Také u hladiny lipidní peroxidace (LPO) v hepatopankreatu, aktivity katalázy (CAT) a hladiny GSH v žábrech a hepatopankreatu došlo k signifikantním (P<0,01) změnám v obou sledovaných koncentracích chloridazon desphenylu ve srovnání s kontrolní skupinou. U exponovaných skupin nedošlo ani po depuračním období k návratu do fyziologických hodnot parametrů. Výsledky prokázaly, že metabolit chloridazon desphenyl vykazuje výraznější účinky na fyziologii dospělých signálních raků než jeho mateřská látka chloridazon. Lze tedy konstatovat, že chloridazon i jeho metabolit chloridazon desphenyl mají prokazatelně negativní a škodlivé účinky na raky jakožto zástupce necílových vodních organismů.
|
|
LC-MS/MS studie 1. fáze in vitro biotransformace potenciálních léčiv působících v terapii Alzheimerovy nemoci.
Kuřátková, Aneta ; Kučera, Radim (vedoucí práce) ; Váňová, Nela (oponent)
Doposud nebyla nalezena léčba, která by zcela zastavila progresi Alzheimerovy nemoci. Dříve používaný takrin měl v terapii Alzheimerovy choroby dobré výsledky, nicméně dlouhodobé užívání vedlo k chronické hepatotoxicitě způsobené jeho metabolity. Tato diplomová práce se zabývá sloučeninou 7-fenoxytakrin, která je jedním z nadějných substituovaných derivátů takrinu a mohla by být jedním z kandidátů pro potenciální využití v terapii Alzheimerovy choroby. Z důvodu vzniku hepatotoxických metabolitů takrinu po biotransformaci v játrech se jeví jako nezbytné u molekuly 7-fenoxytakrinu identifikovat jeho vznikající metabolity. V rámci diplomové práce byla provedena in vitro biotransformační studie 7-fenoxytakrinu za použití lidských jaterních mikrosomů. Pro stanovení parentní látky a vznikajících sedmnácti metabolitů byla využita technika vysokoúčinné kapalinové chromatografie spojená s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Výsledky ukázaly vznik šesti monohydroxylovaných a jedenácti dihydroxylovaných metabolitů 7-fenoxytakrinu. Hydroxylace je tedy hlavní metabolická reakce po in vitro mikrosomální biotransformaci. Kromě identifikace metabolitů byla v rámci této diplomové práce provedena i kvantifikační a mikrosomálně stabilitní studie zahrnující stanovení úbytku parentní látky v čase. Dále byl stanoven...
|
|
HPLC stanovení diastereoisomerů silybinu v plazmě laboratorních zvířat
Kolářová, Petra ; Tesařová, Eva (vedoucí práce) ; Bednář, Petr (oponent)
Silybin je hlavní složkou silymarinu, což je standardizovaný extrakt získaný z plodů ostropestřce mariánského (Silybum marianum). Flavonolignan silybin má antioxidační, hepatoprotektivní, chemoprotektivní a protinádorovou aktivitu. Přírodní silybin se vyskytuje jako téměř ekvimolární směs dvou diastereoisomerů - silybinu A a silybinu B, jejichž analytické oddělení je možné, avšak preparativní separace je komplikovaná. Biologická aktivita silybinu A je odlišná od silybinu B. Bylo prokázáno, že diastereoisomery silybinu se v organismu konjugují převážně na glukuronidy a sulfáty. Ve většině dosavadních biologických, farmakokinetických a chemických studiích byla použita směs obou diastereoisomerů silybinu. V této diplomové práci byl pro farmakokinetickou studii poprvé separátně využit opticky čistý silybin A a silybin B. Předmětem práce bylo zjištění koncentrace volného a celkového silybinu v plazmě potkanů v závislosti na čase od podání dávky silybinu A nebo B. Teoretický úvod popisuje současný stav problematiky chemie, farmakologie a farmakokinetiky diastereoisomerů silybinu. Druhá část je zaměřena na výběr vhodné analytické kolony, vypracování chromatografické metody a vhodného postupu úpravy biologických vzorků pro stanovení diastereoisomerů silybinu. Poslední část se zabývá stanovením volného a...
|
|
LC-MS/MS studie 1. fáze in vitro biotransformace potenciálních léčiv působících v terapii Alzheimerovy nemoci.
Kuřátková, Aneta ; Kučera, Radim (vedoucí práce) ; Váňová, Nela (oponent)
Doposud nebyla nalezena léčba, která by zcela zastavila progresi Alzheimerovy nemoci. Dříve používaný takrin měl v terapii Alzheimerovy choroby dobré výsledky, nicméně dlouhodobé užívání vedlo k chronické hepatotoxicitě způsobené jeho metabolity. Tato diplomová práce se zabývá sloučeninou 7-fenoxytakrin, která je jedním z nadějných substituovaných derivátů takrinu a mohla by být jedním z kandidátů pro potenciální využití v terapii Alzheimerovy choroby. Z důvodu vzniku hepatotoxických metabolitů takrinu po biotransformaci v játrech se jeví jako nezbytné u molekuly 7-fenoxytakrinu identifikovat jeho vznikající metabolity. V rámci diplomové práce byla provedena in vitro biotransformační studie 7-fenoxytakrinu za použití lidských jaterních mikrosomů. Pro stanovení parentní látky a vznikajících sedmnácti metabolitů byla využita technika vysokoúčinné kapalinové chromatografie spojená s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Výsledky ukázaly vznik šesti monohydroxylovaných a jedenácti dihydroxylovaných metabolitů 7-fenoxytakrinu. Hydroxylace je tedy hlavní metabolická reakce po in vitro mikrosomální biotransformaci. Kromě identifikace metabolitů byla v rámci této diplomové práce provedena i kvantifikační a mikrosomálně stabilitní studie zahrnující stanovení úbytku parentní látky v čase. Dále byl stanoven...
|