|
|
Synthesis and delivery of novel fluorescently-labelled nucleotides and their nucleic acids for bio-analytical applications
Güixens Gallardo, Pedro ; Hocek, Michal (vedoucí práce) ; Zimčík, Petr (oponent) ; Klán, Petr (oponent)
1 Abstrakt Cílem disertační práce bylo syntetizovat nové fluorescenčně značené nukleotidy a odpovídající nukleové kyseliny pro bioanalytické aplikace a také pro jejich transport do buněk. Práce se také zaměřila na vývoj účinné metody pro inhibici netemplátové inkorporace nukleotidů. Problematická netemplátová enzymatická inkorporace nukleotidů je řešena použitím několika komerčně dostupných 5'-modifikovaných-oligonukleotidů. Oligonukleotidy (ON), které jsme testovali, obsahovaly ortho interkalující skupinu (oTINA), tritylovou skupinu nebo biotin na 5'-konci. Modifikované oligonukleotidy byly použity jako templáty v experimentech enzymatického prodloužení primeru (PEX) v přítomnosti buď modifikovaných nukleotidů nebo pouze přírodních deoxynukleosid trifosfátů (dNTP). Templáty oTINA byly použity pro PEX reakce s využitím přírodních dNTP a různých DNA polymeráz rodiny A nebo B. Souběžně byly nezávisle na sobě navrženy a syntetizovány dva typy fluorescenčních nukleosidových derivátů. Nejprve jsme navrhli nové fluorescenční nukleotidové značky obsahující hexamethylovanou BODIPY skupinu jako výraznou fluorescenční značku. Mimo to jsme se zaměřili na zlepšení fluorescenčních nukleotidových sond citlivých na viskozitu a polaritu. Fluorescenčně značené methylované BODIPY nukleotidy (dNmBdpTP) byly připraveny s...
|
|
|
Příprava neutrálních amfifilních ftalocyaninů
Sidorová, Barbora ; Zimčík, Petr (vedoucí práce) ; Nováková, Veronika (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy Kandidát Barbora Sidorová Školiteľ prof. PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. Konzultant PharmDr. Jan Kollár, Ph.D. Názov diplomovej práce Příprava neutrálních amfifilních ftalocyaninů Ftalocyaníny sú syntetické planárne makrocykly, štruktúrou podobné porfyrínom. Obsahujú 18 delokalizovaných π elektrónov, ktoré dávajú týmto látkam jedinečné fotofyzikálne vlastnosti. Tieto látky našli bohaté priemyslové využitie. Jedným z nich je použitie ftalocyanínov ako fotosenzitizérov vo fotodynamickej terapii, na liečbu nádorových, ako aj neonkologických ochorení. Pri aktivácii fotosenzitizéru žiarením o určitej vlnovej dĺžke (v oblasti viditeľného svetla) dochádza k zmene jeho stavu na stav excitovaný. Látka sa potom nadbytočnej energie zbavuje prenosom na molekulu kyslíku za vzniku reaktívnej molekuly singletového kyslíka, ktorá spôsobuje poškodenie tkanív. Predmetom tejto práce bola syntéza asymetrických derivátov ftalocyanínov s amfifilným charakterom, ktoré by sa vďaka svojej štruktúre dokázali inkorporovať do bunkových membrán a následne mohli fungovať ako fotosenzitizéry. Prvým krokom syntézy bola príprava prekurzoru 4,5-bis(3,5-dimetoxyfenoxy)ftalonitrilu nukleofilnou substitúciou....
|
|
|
Příprava substituovaných aminoadamantylů
Janišová, Denisa ; Zimčík, Petr (vedoucí práce) ; Zitko, Jan (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy Kandidát: Denisa Janišová Školitel: prof. PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. Konzultant: Mgr. Lucia Rychvalská Diplomová práce: Příprava substituovaných aminoadamantylů Tato práce se zabývá problematikoufotodynamické terapie s využitím ftalocyaninůjako fotosenzitizérů. V teoretické části jsou shrnuty základní vědomosti a poznatky o fotodynamické terapii, její princip, využití a využívané fotosenzitizéry. Popsány jsou i ftalocyaniny, jejich struktura a možné obměny, jejich syntéza a agregace. Poslední část je věnována právěkukurbiturilům, které tvoří silné hostitel-host komplexys malými molekulami, v našem případě právě s aminodamantanem. Tyto komplexy následně zvyšují monomerizaci a rozpustnost ftalocyaninů ve vodě. V rámci experimentální části práce byla věnována pozornost syntéze derivátů 1-aminoadamantanu s thiolovou skupinou na dvouhlíkatém řetězci. Tato struktura se však neosvědčila, a i přes velkou řadu různých alternativních postupů jsme látku nebyli schopni připravit. V případě prodloužení řetězce na tříuhlíkatý, reakce probíhaly lépe a 3-((adamant- 1-yl)amino)propan-1-thiolbyl získán alkylací 1-aminoadamantanuchráněným 3-brompropan- 1-thiolem. Výsledné látky byly vždy běžnými...
|
|
|
Synthesis of novel inhibitors of human topoisomerase based on highly substituted phenyl scaffold
Domanský, Miroslav ; Zitko, Jan (vedoucí práce) ; Zimčík, Petr (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Vedoucí diplomové práce: doc. PharmDr. Jan Zitko, PhD. Konzultant: Mgr. Marek Kerda Řešitel: Miroslav Domanský Název diplomové práce: Syntéza nových inhibitorů lidské topoisomerázy na bázi vysoce modifikovaného fenylového skeletu. Navzdory pokroku v léčbě rakoviny je toto onemocnění jednou z vedoucích příčin úmrtí na světě. Pacienti léčeni protirakovinovou léčbou často trpí mnoha nežádoucími účinky této léčby. To je způsobeno nízkou selektivitou současných léčiv. Cílem vývoje nových léčiv proti rakovině je připravit více selektivní a lépe snášená léčiva. Topoisomerázy jsou jaderné enzymy vyskytující se v každé buňce lidského těla. Jejich funkcí je zachovávat a opravovat DNA. α isoforma topoisomerázy II kontroluje a případně upravuje konformaci DNA během buněčného dělení. Její vysoké hladiny se vyskytují ve vysoce proliferujících buňkách, což z ní dělá dobrý cíl pro protinádorovou léčbu. Design syntetizovaných molekul je založen na dříve publikovaných ATP-kompetitivních inhibitorech lidské topoisomerázy IIα. Obměny 3,4-dichloro-5-metyl-N- fenyl-1H-pyrol-2-karboxamidu byly syntetizovány na základě počítačem podporovaného designu léčiv. In silico studie vychází z dříve publikovaných objevů vazebného motivu do ATP kavity. Bylo objeveno, že...
|
|
|
Synthesis of novel 5,6-disubstituted derivatives of uracil as potential drugs
Vu, Lien Phuong ; Kučerová, Marta (vedoucí práce) ; Zimčík, Petr (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy Kandidát: Vu Lien Phuong Školitelé: PharmDr. Marta Kučerová, Ph.D. Tanja Bruun, M.Sc. (Pharm.) Prof. Jari Yli-Kauhaluoma Název diplomové práce: Synthesis of novel 5,6-disubstituted derivatives of uracil as potential drugs (Syntéza nových 5,6-disubstituovaných derivátů uracilu jako potenciálních léčiv) V této diplomové práci je uracil použit jako základní struktura především kvůli svým mnoha popsaným biologickým aktivitám jako je aktivita protinádorová, antivirová, antibiotická, hypoglykemická, diuretická a další. Hlavním cílem bylo připravit nové 5,6- disubstituované deriváty uracilu jako potenciální biologicky aktivní látky. 2,4,6-Trichlorpyrimidin byl použit k přípravě 6-chloruracilu, který byl kondenzován s fenoly nebo aniliny za vzniku příslušných 6-fenoxyuracilů a 6- phenylaminouracilů. Tyto meziprodukty pak byly použity k substituci v poloze 5 za účelem získání konečných produktů. Pro tento poslední - velmi obtížný krok byla použita různá alkylační a acylační činidla jako např. Vilsmeierovo činidlo, alkylchloridy, chloracetylchlorid, ethyl- chloroxoacetát a ethyl-bromacetát. Ethyl-bromacetát byl nejefektivnější a byly z něj připraveny čtyři nové 5,6- disubstituované deriváty uracilu....
|
|
|
Výzkum látek ovlivňujících teplotu tání oligonukleotidových sond
Kostelanský, Filip ; Zimčík, Petr (vedoucí práce) ; Hocek, Michal (oponent) ; Krátký, Martin (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy Autor: Mgr. Filip Kostelanský Školiteľ: prof. PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. Dizertačná práca: Výzkum látek ovlivňujících teplotu tání oligonukleotidových sond Real-time PCR je široko využívanou metódou v rôznych oblastiach výskumu ako sú napr. biomedicína, mikrobiológia, veterinárna medicína, atď. Kvantifikácia génovej expresie, alelická diskriminácia či detekcia sekvenčných variantov sú novými a zaujímavými možnosťami pre PCR. Diskriminácia bodových zmien pri použití dlhších sond nie je optimálna. Rozdiel teploty topenia medzi plne komplementárnym duplexom a duplexom obsahujúcim bodovú zmenu je v prípade použitia dlhších sond zanedbateľný. Na druhej strane, krátke oligonukleotidové (ON) sondy sú vhodné na dobrú diskrimináciu bodových zmien. Krátke ON sondy majú nízke teploty topenia. Tento problém je možné vyriešiť pripojením látok viažucich sa do malého žliabku DNA (minor groove binder, MGB), či iných látok, ktoré majú silnú interakciu s DNA ako napríklad interkalačné farbivá či polyamíny. Táto konjugácia môže zvýšiť teplotu topenia duplexov krátkych ON sond. Táto práca bola venovaná syntéze akridín-4-karboxamidových interkalátorov, ktoré boli pripravené v niekoľkých sériách. Na...
|
|
|
Approaches to the enzymatic synthesis of hypermodified DNA polymers
Ondruš, Marek ; Hocek, Michal (vedoucí práce) ; Janeba, Zlatko (oponent) ; Zimčík, Petr (oponent)
Cílem této práce bylo nasyntetizovat novou sérii modifikovaných 2'- deoxynukleosidtrifosfátů (dNTP) nesoucích hydrofobní modifikace, použít je v enzymové syntéze plně modifikované DNA a studovat její bio-fyzikální vlastnosti. V první části práce byla nasyntetizována série čtyř 2'-deoxynukleosidů nesoucích lineární nebo rozvětvenou alkylovou, indolovou nebo fenylovou skupinu pomocí Sonogashirovy cross- couplingové reakce. Ethynylové linkry příslušných nukleosidů byly redukovány katalytickou hydrogenací za účelem získání dalších čtyř nukleosidů nesoucích modifikace prostřednictvím alkylového linkeru. Všech osm nukleosidů bylo poté přeměněno fosforylací na 2'- deoxynukleosidtrifosfáty (dNTP), podle Yoshikawy, a jednotlivě testovány jako substráty pro polymerázovou syntézu prodloužením primeru (PEX). Byla zkoumána jejich kombinace za účelem vytvoření DNA obsahující jednu nebo dokonce čtyři modifikované nukleotidy. Podařilo se nahradit všechny čtyři kanonické nukleotidy hydrofobně modifikovanými protějšky a syntetizovat tak DNA s vysokou hustotou modifikací. Nicméně pro syntézu delší plně modifikované DNA byly vhodné pouze nukleotidy nesoucí modifikace prostřednictvím rigidního ethynylového linkru. Nukleotidy s vice flexibilním alkylovým linkerem destabilizovaly během syntézy duplex DNA, pravděpodobně...
|
|
|
Výzkum látek ovlivňujících teplotu tání oligonukleotidových sond
Kostelanský, Filip ; Zimčík, Petr (vedoucí práce) ; Hocek, Michal (oponent) ; Krátký, Martin (oponent)
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy Autor: Mgr. Filip Kostelanský Školiteľ: prof. PharmDr. Petr Zimčík, Ph.D. Dizertačná práca: Výzkum látek ovlivňujících teplotu tání oligonukleotidových sond Real-time PCR je široko využívanou metódou v rôznych oblastiach výskumu ako sú napr. biomedicína, mikrobiológia, veterinárna medicína, atď. Kvantifikácia génovej expresie, alelická diskriminácia či detekcia sekvenčných variantov sú novými a zaujímavými možnosťami pre PCR. Diskriminácia bodových zmien pri použití dlhších sond nie je optimálna. Rozdiel teploty topenia medzi plne komplementárnym duplexom a duplexom obsahujúcim bodovú zmenu je v prípade použitia dlhších sond zanedbateľný. Na druhej strane, krátke oligonukleotidové (ON) sondy sú vhodné na dobrú diskrimináciu bodových zmien. Krátke ON sondy majú nízke teploty topenia. Tento problém je možné vyriešiť pripojením látok viažucich sa do malého žliabku DNA (minor groove binder, MGB), či iných látok, ktoré majú silnú interakciu s DNA ako napríklad interkalačné farbivá či polyamíny. Táto konjugácia môže zvýšiť teplotu topenia duplexov krátkych ON sond. Táto práca bola venovaná syntéze akridín-4-karboxamidových interkalátorov, ktoré boli pripravené v niekoľkých sériách. Na...
|
|
|
Synthesis and evaluation of probes for fluorescent microscopy based on cyanopyridines and merocyanine scaffolds and lanthanide complexes
Bajnok, Juraj ; Kučerová, Marta (vedoucí práce) ; Zimčík, Petr (oponent)
Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutické chemie a farmaceutické analýzy Student: Juraj Bajnok Školitel: PharmDr. Marta Kučerová, Ph.D. Konzultant: Assist. prof. Stane Pajk, M. Pharm., Ph.D. Název diplomové práce: Syntéza a hodnocení sond pro fluorescenční mikroskopii založených na kyanopyridinových a merocyaninových derivátech a lanthanoidových komplexech Fluorescence jako součást luminiscence je proces, při kterém se elektrony molekul excitují, čímž se dostávají na vyšší energetickou hladinu díky absorpci energie fotonu. Následně elektrony vyzařují foton o nižší energii, čímž se vrácí zpět na nižší energetickou hladinu. Aby byla látka schopná vykazovat fluorescenci, musí obsahovat konjugovaný systém dvojných vazeb. V této práci představujeme syntézu a hodnocení fluorescence látek založených na derivátech merocyaninového a kyanopyridinové strukturního typu a komplexech s vybranými lanthanoidy, jako je terbium, europium a dysprosium. Lanthanoidové ionty nemohou být excitované přímo bez vhodného ligandu, což je způsobeno jejich nízkým molárním extinkčním koeficientem. Po syntéze kyanopyridinových derivátů jsme měřili vliv pH prostředí na jejich výsledná emisní spektra. Naším dalším cílem byla syntéza merocyaninových barviv s novými alkylovými substituenty ve...
|
|
|
Bioorthogonal reactions on DNA for regulation of transcription
Chakrapani, Aswathi ; Hocek, Michal (vedoucí práce) ; Zimčík, Petr (oponent) ; Vrábel, Milan (oponent)
Souhrn Tato disertační práce popisuje návrh a syntézu derivátů nukleotidů a DNA nesoucích fotolabilní nebo glukosylované modifikace připojené k epigenetické značce 5-(hydroxymethyl)pyrimidinu, pomocí chemických a enzymatických metod a dále studium regulace genové exprese na bakteriální (Escherichia coli RNA polymeráza) in vitro transkripční úrovni. V první části práce je popsán design a syntéza 5-nitrobenzyloxymethyl-2'-deoxyuridinových (dUNB) a -cytidinových (dCNB) fosforamiditů. Tyto nukleosidové fosforamiditové stavební bloky chráněné fotolabilní skupinou byly použity při automatizované syntéze oligonukleotidů (ONs) na pevné fázi modifikovaných ve specifických polohách. ONs byly následně použity jako přímé primery v polymerázové řetězové reakci (PCR) pro konstrukci dUNB- a dCNB-modifikovaných DNA templátů v konkrétních pozicích promotorové oblasti. Značená DNA byla poté v této oblasti ozářena světlem, které způsobilo uvolnění NB-skupin a vedlo ke vzniku odpovídajících specifických míst nesoucích volnou 5-(hydroxymethyl)ovou (5hm) modifikaci. Následně byly provedeny bakteriální in vitro transkripční studie modifikované i přirozené DNA. Inkorporace epigenetických pyrimidinových nukleotidů dUNB a dCNB nesoucích fotosenzitivní chránící skupiny do promotorové oblasti (-35) templátové DNA vedla k částečné...
|
host ::
RSS.