|
| |
|
|
Application of Electronic Continuum Correction to Molecular Simulations of Nano/Bio Interfaces
BIRIUKOV, Denys
Nowadays it is almost impossible to imagine our life without nanotechnologies. They are present in smartphones and many other gadgets we use every day, while advanced nanoparticle-based devises are currently indispensable in medicine, engineering, and science. In the case of biomedical applications, the knowledge how a specific nanomaterial behaves and changes its properties in complex physiological medium is essential to guarantee the accomplishment of all specific goals facing a scientist or engineer. Some of physical and chemical processes occurring when a nanodevice enters biological environment are yet very difficult to fully detail without accurate computer simulations, so special attention needs to be focused on theoretical studies of nano-bio interactions. In this thesis, molecular simulations were used to investigate the interactions between different nanomaterials (titanium dioxide, silicon dioxide, and gold) and aqueous solutions, which contain ions, organic molecules, and amino acids. The importance of this scope and particularly selected for this study materials and compounds is given in Introduction. To model nano/bio interfaces, we adopted and integrated recent theoretical approaches, which together with basic principles of molecular simulations are described in Methods. Obtained results are divided in four parts and address several important issues that are vital in deciphering molecular mechanisms, through which nanoparticles identify and bind various biomolecules. The simulation data are thoroughly discussed, compared to experiments, and used to explain some of experimental observations. Additionally, outcomes of this thesis serve as a springboard for further theoretical studies aimed to advance our understanding of nano-bio interactions.
|
|
|
Elektroforetické stanovení oxidované a redukované formy glutathionu v rostlinném materiálu
Durychová, Eva ; Křížek, Tomáš (vedoucí práce) ; Kubíčková, Anna (oponent)
Tato práce vychází z dříve publikované metody pro stanovení dvaceti proteinogenních aminokyselin pomocí kapilární elektroforézy s bezkontaktní vodivostní detekcí a zabývá se možností jejího využití ke stanovení oxidované (GSSG) a redukované (GSH) formy glutathionu s aminokyselinami. Teoretická část se nejdříve věnuje stručnému představení vlastností a významu glutathionu a jeho stabilizací vůči autooxidaci, konkrétně alkylací pomocí N-ethylmaleimidu (NEM) vázajícím se na GSH za vzniku alkylované formy (GSH-NEM). Dále se věnuje stručnému souhrnu dostupných metod k stanovení glutathionu, s detailnějším zaměřením na již vyvinuté metody kapilární zónové elektroforézy. Na závěr ve zkratce představuje elektroforetickou metodu pro stanovení dvaceti proteinogenních aminokyselin, ze které tato práce vychází. V praktické části se nachází postup, s jakým bylo zaváděno stanovení obou forem glutathionu do metody pro stanovení proteinogenních aminokyselin. Nejprve byla testována zjednodušená, časově méně náročná metoda v kratší 50,0 cm kapiláře bez hydroxyethylcelulózy, kde byly obě formy glutathionu separovány na základní linii během 10 minut. U této metody byly zjištěny relativní směrodatné odchylky ploch píků (GSH 2,1 %; 1,2 GSSG %; GSH-NEM 2,2%) a jejich migračních časů (GSH 0,56 %; GSSG 0,59 %; GSH-NEM 1,31...
|
|
|
Úloha rozvětvených aminokyselin ve výživě sportovců se silovou zátěží
Jelínková, Kristýna ; Caha, Jan (vedoucí práce) ; Vebr, Pavel (oponent)
Významnou skupinou esenciálních aminokyselin - jsou aminokyseliny s rozvětveným řetězcem (BCAA), mezi které se řadí leucin, izoleucin a valin. Existují důkazy, které naznačují, že doplňování rozvětvených aminokyselin může být velmi přínosné pro syntézu a snížení degradace svalových bílkovin u silových sportovců. Na druhé straně existují studie zjišťující, že suplementace BCAA není užitečná pro obnovu poškozených svalů a zmírnění bolesti po cvičení, tak jak se předpokládalo. Cílem této práce je shrnout problematiku metabolismu rozvětvených aminokyselin a porovnat jejich účinky při použití v podobě doplňků BCAA u silových sportovců. Klíčová slova: aminokyseliny, leucin, BCAA, fitness, silový, svaly
|
|
|
Model study of biomolecules bonding to cerium oxide nanoparticles
Pittnerová, Daniela ; Matolínová, Iva (vedoucí práce) ; Vorokhta, Mykhailo (oponent)
V posledních letech byl oxid ceričitý kvůli svým vyhovujícím vlastnostem pro biomedicinské aplikace studován jako slibný materiál pro výrobu třetí generace bezmediátorových enzymatických biosenzorů. Vazba biomolekul s oxidem ceričitým je klíčový parametr, jehož studium je náročné kvůli složitosti daného problému. Z toho důvodu byly realizovány modelové studie na epitaxních a polykrystalických vrstvách oxidu ceřičitého. V této práci pokračujeme v této výzkumné linii studiem vazeb aminokyselin histidinu, glycinu a sarkozinu na nanočástice oxidu ceřičitého. Vlastnosti nanočástic jako velikost a chemické složení byly měřeny elektronovými mikroskopiemi a přidruženými technikami (TEM, SEM, EDX), a sérií fotoemisních spektroskopií (XPS, SRPES, RPES a NEXAFS). Závislost zeta potenciálu na pH byla měřena technikou DLS.
|
|
|
Studium kinetiky trypsinového štěpení peptidů a chirálních separací biologicky aktivních látek metodou HPLC
Šlechtová, Tereza ; Tesařová, Eva (vedoucí práce) ; Čabala, Radomír (oponent) ; Mikšík, Ivan (oponent)
Dizertační práce se skládá ze dvou tematických částí; první část se zabývá charakterizací trypsinu, enzymu využívaného v proteomickém výzkumu k identifikaci proteinových sekvencí, a rychlostí trypsinového štěpení peptidů. Druhá část je zaměřena na chirální separace biologicky aktivních látek. V první části projektu byla studována kinetika štěpení syntetických peptidů trypsinema vyvinuta metoda vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) pro detekci těchto peptidů a jejich fragmentů. Za použití enzymové reakce v roztoku a metody HPLC byly stanoveny relativní rychlostní konstanty štěpné reakce problematických sekvenčních motivů. Bylo objasněno, které aminokyseliny v okolí štěpného místa zpomalují enzymovou reakci a v jaké poloze vůči štěpnému místu je jejich vliv největší. Dále bylo zjištěno, že trypsin je schopen nízké exopeptidázové aktivity, především při štěpení na konci peptidového řetězce. Dále byly zjištěny a porovnány účinnosti tří chromatografických kolon s imobilizovaným trypsinem. Imobilizace na pevný nosič se využívá pro zvýšení množství enzymu účastnícího se katalytické reakce a pro zajištění lepší opakovatelnosti a reprodukovatelnosti výsledků. Účinnost kolony syntetizované na University of North Carolina at Chapel Hill byla porovnána s účinností dvou komerčně dostupných kolon. Jako...
|
|
|
Nové materiály na podporu výuky Biochemie na SŠ, Proteiny
Fendrychová, Anna ; Martínek, Václav (vedoucí práce) ; Teplá, Milada (oponent)
Tato diplomová práce je zaměřena na přípravu didaktických materiálů na podporu výuky biochemie, konkrétně tématu aminokyseliny a proteiny, na středních školách. Vychází z vlastní analýzy zpracování daného tématu v českých středoškolských učebnicích, která v nich odhaluje některé nedostatky. Především se jedná o nedostatečný grafický doprovod probírané látky, malé množství motivačních prvků a slabá integrace učiva s jinými obory i s běžným životem. Podpůrné výukové materiály, vytvořené v rámci této práce, byly proto zaměřeny především na doplnění těchto nedostatků. Tyto materiály zahrnují graficky bohatou prezentaci, interaktivní animace denaturace a vysolování proteinů, vizualizující tyto procesy na makroskopické i molekulární úrovni, plakát prezentující strukturní vzorce kódovaných aminokyselin, 3D modely několika významných proteinů, rozšiřující texty i návody na studentské laboratorní práce. V rámci ověření byly tyto materiály otestovány při výuce biochemie na SŠ. Porovnání výsledků pretestů a posttestů ve třídě vyučované s použitím připravených materiálů proti kontrolní třídě ukázalo, že nasazení materiálů pomohlo studentům lépe pochopit vztahy mezi strukturou a vlastnostmi aminokyselin a proteinů, převážně proces denaturace a interakce určující 3D strukturu proteinů. Klíčová slova:...
|
|
|
Determination of proteinogenic amino acids by high-performance separation techniques
Hodek, Ondřej ; Křížek, Tomáš (vedoucí práce) ; Pacáková, Věra (oponent) ; Tůma, Petr (oponent)
(CZ) Proteinogenní aminokyseliny patří mezi základní stavební jednotky živých organismů. Proto byl v poslední době výzkum v metabolomice zaměřen na vývoj rychlých a citlivých analytických metod pro stanovení aminokyselin. Tato práce obsahuje dvě studie popisující vývoj vysoce účinných separačních metod pro kvantifikaci aminokyselin. V první studii byla vyvinuta metoda kapilární elektroforézy pro stanovení aminokyselin v rostlinách tabáku. Nedílnou součástí této studie byla optimalizace extrakce aminokyselin z rostlinného materiálu. Extrakce byla optimalizována postupem "design of experiments" (DoE), pomocí kterého byly vyhodnoceny faktory ovlivňující výtěžek extrakce aminokyselin. Nejdůležitějšími faktory byly objem a koncentrace extrakčního činidla (kyselina chlorovodíková), jejichž optimální hodnoty byly určeny pomocí "response surface methodology" (RSM). Poté byly aminokyseliny separovány pomocí kapilární elektroforézy s bezkontaktní vodivostní detekcí a stanoveny za použití kalibrace s vnitřním standardem, což přispělo ke zlepšení přesnosti metody. Druhá studie byla zaměřena na vývoj metody pro stanovení aminokyselin v lidské plasmě pomocí superkritické fluidní chromatografie. Jedním z cílů této studie bylo zvýšit rozpustnost aminokyselin v mobilní fázi bohaté na CO2. Nejdříve byla zvýšena...
|
|
|
Využití chirálních stacionárních fází na bázi teikoplaninu a teikoplanin aglykonu pro enantioseparaci FMOC- derivatizovaných aminokyselin.
Repko, Pavel ; Bosáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Tesařová, Eva (oponent)
V této práci byla vyvíjena a následně optimalizována enantioselektivní HPLC metoda s UV a fluorimetrickou detekcí pro chirální sparaci čtyř aminokyselin (D/L- alanin, D/L-valin, D/L-leucin, D/L-isoleucin) v nativní a zejména derivatizované podobě s důrazem na enantioseparaci D-analogů. Retenční a enantioseparační chování studovaných analytů bylo sledováno na třech chirálních stacionárních fázích založených na bázi teikoplaninu (Chirobiotic T, Chirobiotic T2) a teikoplanin aglykonu (Chirobiotic TAG). Na koloně Chirobiotic T byly provedeny enantioseparace nederivatizovaných aminokyselin za UV detekce při 205 nm v mobilní fázi methanol/voda v různém objemovém poměru a bylo dosaženo úplného rozlišení L- a D-forem až na základní linii avšak s velmi nízkou citlivostí detekce. Pro její zvýšení byla provedena derivatizace aminokyselin pomocí 9-fluorenylmethylchloromravenčanu (FMOC-Cl). Průběh derivatizačního postupu byl sledován na koloně Chirobiotic T s fluorimetrickou detekcí (λEx = 254 nm, λEm = 314 nm) v pufrované mobilní fázi methanol/0,5% triethylamoniumoctanový (TEAA) pufr, pH 6,0 40/60 (v/v). Z hlediska derivatizace se jako nejvhodnější jevil objemový poměr 1/1 D/L-aminokyselina/derivatizační činidlo s desetinásobně vyšší koncentrací derivatizačního činidla. Pro studium retenčního a enantioseparačního...
|
|
|
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,...
|
host ::
RSS.