|
|
Structural characterization of materials for energy applications using NMR spectroscopy
Mahun, Andrii ; Kobera, Libor (vedoucí práce) ; Hrabal, Richard (oponent) ; Lebl, Tomas (oponent)
Vývoj nových, bezpečných, vysoce účinných a ekologicky šetrných zařízení pro skladování a přeměnu energie je v dnešním světě velmi žádaný. Tento vývoj zahrnuje syntézu, charakterizaci a následné použití pokročilých materiálů. Slibné materiály, jako jsou polymerní elektrolyty, vodivé polymery a perovskity, přitahují velkou pozornost nejen vědců po celém světě a proto jsou intenzivně zkoumány a zdokonalovány. Předpokládá se, že tyto látky budou schopny vyřešit některé současné energetické problémy se skladováním a získáváním elektrické energie. Předkládaná práce se věnuje strukturní analýze výše uvedených materiálů vhodných pro energetické aplikace. Výzkum byl zaměřen na objasnění vztahu struktura-vlastnosti u vybraných sloučenin a optimalizaci jejich složení za účelem získání lepších požadovaných vlastností z hlediska potenciální aplikace v oblasti energetiky. Ze všech experimentálních technik použitých v této práci byla převážně využívána NMR spektroskopie, která byla zvolena jako hlavní analytický nástroj pro strukturní charakterizaci zkoumaných systémů. Pro popis jednotlivých materiálů byly použity různé techniky NMR spektroskopie jak v kapalném, tak i pevném stavu a některé z nich byly speciálně optimalizovány pro konkrétní účely výzkumu. Při zkoumání polymerních elektrolytových systémů byla...
|
|
|
Design, preparation and structural studies of biologically relevant protein variants of cancer-related Carbonic Anhydrase IX
Fejfarová, Adéla ; Maloy Řezáčová, Pavlína (vedoucí práce) ; Novotný, Marian (oponent)
4 Abstrakt Lidská karbonát lyáza IX (CA IX) je enzym nadměrně produkovaný v různých typech nádorů, díky čemuž představuje atraktivní cíl pro vývoj protinádorových léčiv. Nádorovým buňkám tento enzym pomáhá udržovat optimální intracelulární pH a okyselováním vnějšího prostředí podporuje růst nádoru. V lidském těle existuje 12 enzymaticky aktivních izoforem karbonát lyáz, které sdílejí sekvenčně a strukturně konzervovanou katalytickou doménu tvořenou převážně β-listy. Přestože je aktivita těchto enzymů účinně inhibovaná látkami obsahující sulfonamidovou funkční skupinu, vysoká sekvenční konzervovanost katalytické domény znesnadňuje návrh inhibitorů selektivních pro CA IX. K vývoji selektivních léčiv by mohl pomoc výzkum specifických vlastností CA IX. CA IX je transmembránový protein typu I tvořící dimer a obsahující unikátní N-koncovou "proteoglycan-like" doménu, mimobuněčnou katalytickou doménu a krátký cytoplazmatický C-koncovým segment. Z výše popsaných důvodů je karbonát lyáza IX předmětem pro strukturou-inspirovaný návrh léčiv. Avšak exprese a purifikace tohoto proteinu ve vysokých výtěžcích, stejně jako jeho krystalizace se ukázala být komplikovaná. Z tohoto důvodu byla připravena varianta CA IX obsahující šest aminokyselinových záměn pro rekombinantní expresi v E. coli. Některé z těchto šesti...
|
|
|
Noncovalent Interactions of Biologically Active Compounds
Osifová, Zuzana ; Dračínský, Martin (vedoucí práce) ; Lyčka, Antonín (oponent) ; Sýkora, Jan (oponent)
Předkládaná disertační práce se zabývá studiem nekovalentních interakcí biologicky aktivních molekul pomocí spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR spektroskopie) a teoretických výpočtů. Teoretický úvod práce slouží jako základní přehled literatury vyzdvihující nejdůležitější spektroskopické studie nekovalentních interakcí. Současně tato část představuje NMR spektroskopii i širšímu publiku. Téměř učebnicový text o fyzikálních aspektech této metody tak čtenáři zajišťuje snazší orientaci v experimentální části. Obdobně jsou v práci představeny i základy výpočetní chemie. Cílem disertační práce bylo popsat roli nekovalentních interakcí v systémech biologicky aktivních molekul. Experimentální část práce se detailně zabývá vodíkovými vazbami modifikovaných nukleových bází, interakcemi ovlivňujícími keto-enol tautomerii farmakologicky aktivních molekul a vlivem primárních struktur v krátkých peptidových sekvencích na jejich schopnost adaptovat konformační motivy obdobné sekundárním strukturám proteinů. Methylace a oxidace se řadí mezi nejčastější přirozené modifikace nukleových bází. Jejich vlivem dochází ke změnám v základní schopnosti nukleových bází tvořit vodíkové vazby se svými partnery. V rámci disertační práce bylo například objeveno, že methylace dusíku aminoskupiny, která se v molekule...
|
|
|
Studium role konformace N-konce řetězce B insulinu ve vazbě na insulinový receptor
Kosinová, Lucie ; Žáková, Lenka (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent)
Insulin je významný peptidový hormon slinivky břišní. Jeho základní funkcí v organismu je regulace vstupu molekul glukosy do buněk, čímž ovlivňuje metabolismus sacharidů a následně i proteinů a lipidů. Nedostatek insulinu, ať už částečný nebo úplný, vyvolává komplexní onemocnění diabetes mellitus. Podle Mezinárodní diabetologické federace (IDF) žilo v roce 2012 na naší planetě 371 milionů lidí ve věku 20-79 let trpících touto chorobou. Diabetes se tak stává celosvětovým zdravotně sociálním problémem a důležitost jeho výzkumu stále roste. Při interakci insulinu s insulinovým receptorem dochází v molekule insulinu ke konformačním změnám, ke kterým patří i přechod N-konce řetězce B insulinu mezi stavem T a R. Význam těchto dvou konformací nebyl doposud objasněn a zůstává předmětem intenzivního výzkumu. V této práci bylo celkovou chemickou syntézou připraveno celkem pět nových insulinových analogů - AibB3-insulin, AibB5-insulin, AibB8-insulin, D-ProB8- insulin a N-MeAlaB8-insulin. Všechny analogy byly připraveny za účelem získání informací, které by mohly přispět k objasnění významu konformací T a R insulinu a jejich úlohy při interakci insulinu s insulinovým receptorem. Kyselina α-aminoisomáselná byla použita z důvodu její výjimečné schopnosti silně indukovat šroubovicovou strukturu v peptidovém...
|
|
|
Vývoj alternativní syntézy činidla Sm-pdta pro chirální rozlišení aminokyselin pomocí NMR
Hrubá, Lucie ; Vaněk, Václav (vedoucí práce) ; Pohl, Radek (oponent)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou chirálních posunových činidel [(R)- a (S)-1,2-diaminopropan-N,N,N',N'-tetraacetáto]samarátu sodného, zkráceně Sm-(R)-pdta a Sm-(S)-pdta, která mají schopnost rozlišit NMR signály enantiomerů aminokyselin při měření ve vodném prostředí. Cílem bylo vyvinout novou, efektivní a levnou metodu jejich přípravy, která by umožnila rutinní využití těchto činidel v laboratorní praxi, protože tato činidla jsou komerčně dostupná pouze v omezeném množství a jsou velmi nákladná. V práci je popsána vylepšená metoda dělení racemického 1,2-diaminopropanu na enantiomery ze snadno dostupných výchozích látek, a to kyseliny L-vinné a racemického 1,2-diaminopropanu. Dále byl vyvinut a optimalizován nový postup syntézy klíčového meziproduktu, kyseliny (R)- a (S)-1,2-diaminopropan-N,N,N',N'-tetraoctové z dihydrochloridu (R)- a (S)-1,2-diaminopropanu, ve kterém je zásadní nový syntetický krok, využívající tetrabenzylester této kyseliny a jeho odchránění hydrogenolýzou bez kontaminace cizími ionty. Tento postup vedl k získání zcela čisté bezvodé kyseliny ve vysokém výtěžku. Z kyseliny (R)- a (S)-1,2-diaminopropan-N,N,N',N'-tetraoctové byly úspěšně připraveny cílové komplexy Sm-(R)-pdta a Sm-(S)-pdta ve vysokém výtěžku i čistotě. Klíčová slova: 1,2-diaminopropan, aminokyseliny,...
|
|
|
Syntéza a charakterizace glukózou modifikovaných ABA blokových kopolymerů s využitím thiol - enové click reakce
Hašpl, Adam ; Uchman, Mariusz Marcin (vedoucí práce) ; Štěpánek, Miroslav (oponent)
Bakalářská práce se věnuje způsobu postpolymerizační modifikace dvou vzorků amfifilního blokového kopolymeru poly(ethylen oxid-b-1,2-butadien-b-ethylen oxid) s vysokým zastoupením jednotek 1,2-izomeru vnitřního bloku polybutadienu metodou thiol-ene click. Jako modifikační činidlo byla použita 1-Thio-β-D-glukóza tetraacetát. Práce se dále zaměřuje na metody charakterizace vzorků kopolymeru před i po provedení modifikační reakce. Struktura a stupeň funkcionalizace vinylických jednotek bloku polybutadienu po provedení modifikace byly stanoveny metodou spektroskopie nukleární magnetické rezonance. Rozměry připravených polymerních částic v roztoku byly studovány metodami statického a dynamického rozptylu světla. Klíčová slova: ABA blokové kopolymery, samoskladba polymerů, click reakce, NMR spektroskopie, rozptyl světla
|
|
|
Příprava a charakterizace nanomateriálů obsahujících sloučeniny bóru
Vrbata, David ; Uchman, Mariusz Marcin (vedoucí práce) ; Hrubý, Martin (oponent) ; Sedláková, Zdeňka (oponent)
Tato disertační práce se soustředí na syntézu a polymerizaci kaprolaktonu a jeho derivátů. Nanoagregáty z amfifilních blokových kopolymerů a telechelických polymerů s inkorporovanými sloučeninami bóru (fenylboritá kyselina a boránové klastry) byly připraveny samo skladbou ve vodných roztocích. Inkorporace borových sloučenin byla buď kovelentního nebo nekovalentního charakteru. Získané komplexní nanočástice reagovaly na vnější stimulus a byly zkoumány v různých podmínkách kombinací rozptylu světla, fluorescenční spektroskopie a elektronové mikroskopie. Získané výsledky, o roztokovém chování polymerů v kombinaci s přidanou hodnotou sloučenin boru a překonané výzvy v procesu syntézy, popisují obecné aspekty ladění morfologie nanoagregátů a jejich odpovědi na vnější stimulus. Publikace napsané v rámci této disertace přinášejí cenné informace pro vědce zabývající se biomedicínským využitím podobných nano struktur.
|
|
|
N-oxidy morfinanových alkaloidů
Palušák, Martin ; Dračínská, Helena (vedoucí práce) ; Chmelík, Josef (oponent)
Morfinanové alkaloidy patří mezi důležité látky při léčbě a potlačení bolesti. Pochopení účinku těchto látek je důležité pro zdokonalení léčby pomocí těchto alkaloidů, například při syntéze nových derivátů se zvýšenými účinky. Tato práce má za cíl shrnout dosavadní znalosti o těchto látkách od jejich biosyntézy v rostlinách, až po celkový účinek na organismus. Cílem praktické části práce je pak určit relativní konfiguraci morfinanových N- oxidů vzniklých in situ oxidací výchozích alkaloidů pomocí NMR spektroskopie a molekulového modelování. Pomocí NMR spektroskopie byly určeny relativní konfigurace oxidovaných i neoxidovaných forem morfinu, kodeinu a tebainu a zjištěn poměr vzniklých N-oxidů in situ. Tyto výsledky byly porovnány s kvantově chemickými výpočty provedenými metodou DFT. Porovnáním obou metod byla ověřena spolehlivost zvolené výpočetní metody. Klíčová slova: NMR spektroskopie, morfin, kodein, tebain, N-oxidy, metabolismus alkaloidů
|
|
|
Acidobazické a tautomerní rovnováhy bází nukleových kyselin
Kovács, Jakub ; Dračínská, Helena (vedoucí práce) ; Petrželová, Simona (oponent)
Nukleové kyseliny a jejich složky patří mezi nejdůležitější molekuly pro život. Přesunem vodíkového atomu po skeletu pyrimidinových a purinových bází nukleových kyselin vznikají různé tautomerní formy těchto bází. V závislosti na pH prostředí mohou být navíc báze nukleových kyselin protonovány nebo deprotonovány. Protonace/deprotonace bází nukleových kyselin se účastní poměrně velkého množství biochemických dějů. Jedná se hlavně o procesy spojené s regulací, replikací či genovou expresí, ve kterých hrají ionizované báze důležitou úlohu ve stabilizaci sekundárních struktur nukleových kyselin, či v acidobazické katalýze autolytických reakcí jejich fosfodiesterové kostry. Sekundární struktury stabilizované ionizovanými bázemi jsou navíc spojené s různými genetickými chorobami. Protonace a deprotonace jsou však velmi rychlé a dynamické procesy, které je velmi náročné experimentálně detekovat. Tato práce se proto zabývá vypracováním spolehlivé metodiky, pomocí které by bylo možné poměrně rychle zjistit, na kterém atomu dusíku pyrimidinových bází dochází k protonaci. V experimentech byla využita NMR spektroskopie, pomocí které byly nejprve zkoumány pyrymidinové báze, u kterých je místo protonace jednoznačně určeno strukturou. Byly získány experimentální NMR parametry pro neutrální i ionizované formy. NMR...
|
|
|
Antimikrobiální peptidy izolované z jedu blanokřídlého hmyzu
Monincová, Lenka ; Čeřovský, Václav (vedoucí práce) ; Macek, Tomáš (oponent) ; Fusek, Martin (oponent)
S ohledem na stále narůstající rezistenci a multirezistenci mikrobů vůči tradičním antibiotikům je nezbytný vývoj nových antimikrobiálních látek. Mezi nadějné kandidáty již několik let patří antimikrobiální peptidy (AMP). Jejich výhodou je rychlé a selektivní působení na prokaryotní buňku. Jejich účinek ve většině případů spočívá v narušení mikrobiální membrány, které vede ke smrti buňky. Bohatým zdrojem AMP se ukázal být jed blanokřídlého hmyzu. Z jedu divoce žijících včel bylo izolováno několik nových AMP. Podrobnější výzkum je věnován halictinům (HAL-1 a HAL-2) z ploskočelky šestipásé, lasiocepsinu (Las) z ploskočelky velkohlavé a macropinu (MAC-1) z olejnice žlutonohé. Jsou aktivní proti Gram-pozitivním i Gram-negativním baktériím a proti kvasince Candida albicans. Liší se v hemolytické aktivitě. Zatímco halictiny a macropin mají značnou hemolytickou aktivitu, Las není hemolytický. Nový AMP byl izolován také ze sekretu pilořitky olšové. Jedná se o nový hmyzí defensin složený z 55 aminokyselin, který je na C-konci amidovaný a obsahuje tři disulfidické můstky. Výsledky CD a NMR studií ukázaly schopnost HAL-1, HAL-2 a MAC-1 vytvářet v přítomnosti micel dodecylsulfátu sodného nebo organického rozpouštědla trifluoroethanolu amfipatickou α-helikální strukturu. Pro studium vztahu struktury a...
|
host ::
RSS.