|
|
Development of new methodology for accurate determination of molecular geometry
Socha, Ondřej ; Dračínský, Martin (vedoucí práce) ; Munzarová, Markéta (oponent) ; Hrabal, Richard (oponent)
Práce využívá kombinaci přístupů jaderné magnetické rezonance (NMR) a výpočet- ních metod ke zkoumání chemických jevů, které ovlivňují strukturu molekul v pevném, kapalném a plynném stavu. V pevné fázi se výzkum zaměřuje na kvadrupólové kaplingy chlóru a jejich využití při strukturní analýze, přičemž se opírá o metody NMR v kom- binaci s teorií funkcionálu hustoty (DFT) pro interpretaci dat. V kapalné fázi je analy- zována tautomerní přeměna isocytosinu, kde NMR nachází uplatnění při analýze složitých chemických výměn. Studie v plynné fázi zkoumá dimerizaci kyseliny octové, objasňuje dříve publikované nesrovnalosti a zhodnocuje výpočetní přístupy z hlediska predikce molekulárních struktur a vlastností molekul. Kombinace NMR a výpočetních technik byla klíčová pro vyřešení stávajících rozporů a pro hlubší pochopení chemických systémů. Výsledky vyzdvihují význam pečlivé interpretace dat a zdůrazňují silné stránky, ale i omezení kombinovaných technik. 1
|
|
|
Dynamics of paramagnetic complexes observed by Nuclear Magnetic Resonance
Blahut, Jan ; Hermann, Petr (vedoucí práce) ; Botta, Mauro (oponent) ; Dračínský, Martin (oponent)
Předložená práce se zaměřuje především na vývoj nových kontrastních látek pro zo- brazování jadernou magnetickou rezonancí (MRI). Většina těchto látek je založena na koordinačních sloučeninách přechodných a vnitřně přechodných kovů. Studi- um struktury a dynamiky těchto komplexů pomocí jaderné magnetické resonance (NMR) je tedy hlavním spojujícím prvkem celé této práce. Přítomnost nepárových elektronů paramagnetického iontu kovu v blízkosti sle- dovaného jádra má zásadní vliv na jeho vlastnosti z pohledu NMR. Hlavními efekty jsou výrazné rozšíření škály chemických posunů a zrychlení relaxačních procesů. Tyto efekty znesnadňují měření často až to té míry, že není možné detekovat žádné spektrum NMR. Na druhou stranu mohou tyto paramagneti- cké efekty měření urychlit díky rychlému ustavování rovnováhy zrychlenou po- délnou relaxací. Případně může přítomnost paramagnetika přinést nové informa- ce o studované látce, mimo jiné díky odstranění náhodných překryvů signálů ve spektru. Teoretické aspekty studia paramagnetických molekul pomocí NMR jsou diskutovány v úvodu práce. První část diskuze této práce je zaměřena přímo na vývoj nových kontrastních látek pro MRI...
|
|
|
NMR study of solution dynamics of LnIII complexes of monophosphorus H4dota analogues
Svítok, Adam ; Hermann, Petr (vedoucí práce) ; Dračínský, Martin (oponent)
Lanthanoidy mají několik specifických vlastností, kterými se liší od ostatních prvků periodické soustavy, s čímž souvisí jejich použití. Jedním z důležitých využití těchto specifických vlastností lanthanoidů je použití komplexů LnIII v medicíně např. jako kontrastních látek, lumiscenčných sond či radiofarmak. Tyto komplexy musí být kineticky inertní, aby se zamezilo uvolnění vysoce toxických "volných" iontů LnIII . Kinetickou inertnost lze dosáhnout komplexací iontů LnIII preorganizovanými ligandy, např. analogy H4dota (kyselina 1,4,7,10-tetraazacyklododekan-1,4,7,10-tetraoctová). Mnohé vlastnosti komplexů LnIII s H4dota, např. relaxivita a fluxionalita, závisejí na roztokové dynamice těchto komplexů. Avšak, roztoková dynamika komplexů derivátů H4dota s fosfonátovou či fosfinátovou skupinou na pendantných ramenech je jen málo prozkoumána. Nedávno byl metodou DFT navržen nový dynamický jev v roztocích těchto komplexů, kde se atomy kyslíku fosfonátové skupiny vyměňují přes intermediát s bidentátní fosfonátovou skupinou ("fosfonátová rotace"), ale tento jev nebyl potvrzen experimentálně. Za účelem experimentálního potvrzení tohoto mechanismu byla sledována roztoková dynamika komplexů LnIII s monofosfonátovým a monofosfinátovým derivátem H4dota. Spolu s běžnými technikami NMR byla ke studiu "P-rotace"...
|
|
|
Intermolecular Hydrogen Bonds Studied by NMR Spectroscopy
Osifová, Zuzana ; Dračínský, Martin (vedoucí práce) ; Blahut, Jan (oponent)
N-methylace nukleových kyselin je jeden z nejdůležitějších epigenetických mechanismů v genomech organismů a virů. N-methylované nukleobáze jsou v lidském genomu registrovány ve spojitosti s fyziologickými i patologickými procesy. Například methylace adeninu vedoucí ke vzniku N6 -methyladeninu je spojována s rozvojem Alzheimerovy nemoci či obezity. Tyto systémy mohou být snadno studovány pomocí nízkoteplotní NMR spektroskopie, protože řád vazby mezi purinovým kruhem a jeho substituentem má částečně charakter násobné vazby. Díky omezené rotaci kolem této vazby lze jednotlivé rotamery odlišit v nízkoteplotních NMR spektrech jako dvě sady signálů. Tato diplomová práce je zaměřena na výzkum rotamerních rovnováh N- methylovaných nukleobází a na výzkum změn volné Gibbsovy energie spojené se vznikem jejich páru s komplementárním partnerem za pomoci jednoduché a přímé metody NMR spektroskopie. Touto metodou jsme prokázali, že rotamerní rovnováhy N-methylovaných derivátů adeninu jsou závislé na teplotě, rozpouštědle a na koncentraci komplementárního partnera. S pomocí námi nově vyvinuté metodiky založené na pozorování změn chemických posunů závislých na koncentraci vazebného partnera jsme získali nejen geometrie vznikajících párů komplementárních derivátů adeninu s thyminem, ale i změny Gibbsovy energie...
|
|
|
Ordering, transport and rotational dynamics of adsorbed carbon dioxide in metal-organic framework Zn2(BDC)2(DABCO)
Peksa, Mikuláš ; Lang, Jan (vedoucí práce) ; Bulánek, Roman (oponent) ; Dračínský, Martin (oponent)
Práce analyzuje dynamiku oxidu uhličitého adsorbovaného v krystalech anizotropní metalo-organické sítě Zn2(BDC)2(DABCO). Využívá metod nukleární magnetické rezonance, konkrétně měření 13 C spektra, metody PFG a měření podélných relaxačních dob. Experimentální data jsou porovnána s výpočtem molekulární dynamiky. Práce poskytuje teoretický model pro vysvětlení teplotní závislosti residuální anizotropie chemického posunu pozorovaného ve spektrech. Je popsána metoda měření difúzní anistropie vycházející ze změny tvaru 13 C spekter. S použitím Redfieldovy teorie určuje teoretický průběh závislosti podélné relaxační doby na teplotě. Ze získaných dat jsou určeny časy charakterizující dynamické procesy probíhající na škále pikosekund, které určují dynamiku tekutiny jako celku. 1
|
|
|
17O NMR study of LnIIIcomplexes of H4do3apOEt ligand
Svítok, Adam ; Hermann, Petr (vedoucí práce) ; Dračínský, Martin (oponent)
Komplexy makrocyklických ligandů odvozených od H4dota jsou používány v různých oblastech, zejména v medicíně jako např. kontrastní látky pro MRI či luminiscenční sondy. Na využití těchto komplexů má významný vliv jejich stereochemie. Stereoizomery daných komplexů většinou podléhají v roztoku vzájemné výměně, která může být sledována spektroskopii NMR. Tato práce zkoumá možnost využít spektroskopii 17 O NMR ke sledování dynamiky fosfonátové skupiny komplexů methylfosfonátových derivátů H4dota. Proto byl připraven ligand H4do3apOEt s fosfonátovou skupinou značenou isotopem 17 O a jeho komplexy s ionty LnIII (Ln ≠ Pm). Dále byly naměřeny a vyhodnoceny spektra 17 O NMR těchto komplexů. Stejně jako v případě analogických komplexů H4dota, byly zanamenány signály jak nekoordinovaných, tak koordinovaných (kromě komplexu GdIII ) atomů kyslíku připravených komplexů. Ze získaných spekter bylo možné stanovit molární zastoupení izomerů TSA (pootočený čtvercový antiprizma) a SA (čtvercový antiprizma) v roztoku pro všechny komplexy. Získané zastoupení izomerů bylo porovnáno se zastoupením izomerů získaným ze spekter 1 H a 31 P NMR komplexů, které byly také naměřeny. Jako nejvhodnější pro výzkum dynamických procesů, v nichž je zahrnuta fosfonátová skupina, pomocí spektroskopie 17 O NMR mohou být navrženy komplexy...
|
|
|
Separation of rotamers of 5-nitrosopyrimidines by capillary electrophoresis
Štěpánová, Sille ; Procházková, Eliška ; Čechová, Lucie ; Žurek, Jiří ; Janeba, Zlatko ; Dračínský, Martin ; Kašička, Václav
A new capillary electrophoresis (CE) method was developed for the separation of a new type of stereoisomers - rotamers of polysubstituted 5-nitrosopyrimidine derivatives. Partial separation of some rotamers was obtained in sodium borate, pH 9.3, or in Tris-phosphate, pH 2.2, background electrolytes (BGEs) free of cyclodextrins (CDs). However, the best, baseline separations of the rotamers of 5-nitrosopyrimidines were achieved in sodium borate BGE, pH 9.3, containing 20 mg/mL beta-CD as stereoselector, or in Tris-phosphate BGE, pH 2.2, with carboxymethyl-beta-CD as stereoselector.
|
|
|
Dynamics of paramagnetic complexes observed by Nuclear Magnetic Resonance
Blahut, Jan ; Hermann, Petr (vedoucí práce) ; Botta, Mauro (oponent) ; Dračínský, Martin (oponent)
Předložená práce se zaměřuje především na vývoj nových kontrastních látek pro zo- brazování jadernou magnetickou rezonancí (MRI). Většina těchto látek je založena na koordinačních sloučeninách přechodných a vnitřně přechodných kovů. Studi- um struktury a dynamiky těchto komplexů pomocí jaderné magnetické resonance (NMR) je tedy hlavním spojujícím prvkem celé této práce. Přítomnost nepárových elektronů paramagnetického iontu kovu v blízkosti sle- dovaného jádra má zásadní vliv na jeho vlastnosti z pohledu NMR. Hlavními efekty jsou výrazné rozšíření škály chemických posunů a zrychlení relaxačních procesů. Tyto efekty znesnadňují měření často až to té míry, že není možné detekovat žádné spektrum NMR. Na druhou stranu mohou tyto paramagneti- cké efekty měření urychlit díky rychlému ustavování rovnováhy zrychlenou po- délnou relaxací. Případně může přítomnost paramagnetika přinést nové informa- ce o studované látce, mimo jiné díky odstranění náhodných překryvů signálů ve spektru. Teoretické aspekty studia paramagnetických molekul pomocí NMR jsou diskutovány v úvodu práce. První část diskuze této práce je zaměřena přímo na vývoj nových kontrastních látek pro MRI...
|
|
|
Syntéza derivátů elipticinu a studium jejich interakcí s DNA
Dračínský, Martin ; Sejbal, Jan (vedoucí práce) ; Klinot, Jiří (oponent) ; Lyčka, Antonín (oponent) ; Rosenberg, Ivan (oponent)
CONCLUSIONS t New strategy for ellipticine synthesis was proposed' The yields of the synthesis are very hígh and pure product is obtained. The strategy was verified with the synthesis of other ellipticine derivatives' rBenzylicoxidationsoťellipticineandl,4-dimethylcarbazolewerestudiedand13. hydroxyellipticine was slnthesised' ' Three empirical potentials were compared with reference ab initio data of ellipticine derivative - DNA base patr' . The ernpirical potentials calculate interaction energies of the complexes quite well (espeglallytheA-ffE6andtheLHpotentials)buttheyfailinthesearchofglobal energy minima geometri es' .Interactionsofellipticineandg.hydroxyellipticinewithtwooligonucleotideswerc studiedintwobuffers(weaklyacidicandneutral,ellipticineisprotonatedintlro acidic buffer). Using two-dimensional NMR techniques assignment of all hydrogen signals of oligonucleotides CGCTAGCG and ATAGCTAT was done. The most important interaction of the ellipticine derivatives with the oligonucleotides is intercalation, but in the acidic buffer ellipticine can form also non-intercalative (bond to the minor or to the major groove) complexes with the oligonucleotides. Both ellipticine derivatives destabilised the duplex structuÍe of the oligonucleotide ATAGCTAT in acidic environment. ln the neutral buffer the life-time...
|
|
|
Struktura a vlastnosti modifikovaných složek nukleových kyselin
Procházková, Eliška ; Dračínský, Martin (vedoucí práce) ; Lyčka, Antonín (oponent) ; Hrabal, Richard (oponent)
Modifikované složky nukleových kyselin (nukleotidy, nukleosidy, nukleobáze) vykazují celou řadu biologických účinků, jako jsou antivirové, cytostatické, antimikrobiální nebo antioxidační. Spousta z nich je úspěšně využívána v klinické praxi, např. jako léky proti HIV nebo hepatitidě typu B. Prvním předpokladem pro studium biologických vlastností je správné určení chemické struktury a konformace studovaných látek. Pro tento účel se nejčastěji používá nukleární magnetická rezonanční (NMR) spektroskopie v kombinaci s hmotnostní spektrometrií. NMR spektroskopií mohou být studovány také fyzikálně-chemické vlastnosti, např. konformační změny, tautomerní formy, protonační místa, acidobazické vlastnosti, nekovalentní interakce, izotopové výměny nebo interakce s biomolekulami. Podobně jako v roztocích lze použít NMR spektroskopii pro studium složek nukleových kyselin (NACs) i v pevné fázi. Tato metoda našla své uplatnění po velkém rozmachu výpočetní chemie během posledních desetiletí. Různé struktury v pevné fázi (polymorfní formy) nebo dynamiku těchto látek lze studovat NMR spektroskopií v pevné fázi v kombinaci s kvantově-chemickými výpočty. V této práci jsem se zabývala určením struktury a fyzikálně-chemických vlastností modifikovaných NACs pomocí NMR spektroskopie v kapalné, ale i v pevné fázi v...
|
host ::
RSS.