Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Bioinformatika ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Pluskal, Ph.D.

Anotace

Naše laboratoř kombinuje nejnovější experimentální (např. hmotnostní spektrometrie, metabolomika, RNA-seq) a výpočetní (např. bioinformatika, molekulární sítě, strojové učení) přístupy a vyvíjí rychlé, obecně použitelné postupy pro objevování a využití bioaktivních molekul odvozených z rostlin. Hledáme talentovaného studenta pro vývoj modelů strojového učení za účelem predikce funkce enzymů zapojených do specializovaných biosyntetických drah.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Tomáš Slanina, Ph.D.

Anotace

Stabilní radikál kationty a anionty jsou unikátní molekuly, které našly četná uplatnění ve fotovoltaice, organické elektronice, bateriích a katalýze. Zatímco elektrochemická a redoxní příprava radikál iontů byla v minulosti podrobně studována, málo je známo o jejich fotochemii. Doktorand/ka připraví radikál ionty založené na triarylaminech, hexaarylethanech, perylen diimidech, chinonech a dalších motivech, a bude studovat jejich fotochemickou stabilitu a reaktivitu v pro aplikace ve fotoredoxní katalýze a katalýze přenosem atomu vodíku. Doktorand/ka použije standardní a časově rozlišenou spektroskopii stabilních radikál iontů pro objasnění mechanismů fotochemických redoxních reakcí.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Kvido Stříšovský, Ph.D.

Anotace

Navrhovaný doktorský projekt se zaměří na vývoj inhibitorů a sond pro intramembránové proteázy z rodiny rhomboidů, které se podílejí na regulaci mitofágie, invaze parazita způsobujícího malárii a homeostázy epitelu. Předchozí práce v laboratoři školitele ukázala, že peptidyl ketoamidy jsou silnými inhibitory rhomboidních proteáz. Cílem disertační práce bude vytvořit platformy pro zkoumání a zlepšení účinnosti a selektivity této třídy sloučenin pro rhomboidy a vyvinout účinné inhibitory a sondy pro specifické romboidní proteasy zapojené do Parkinsonovy choroby a epiteliální homeostázy. Tyto sloučeniny umožní a usnadní biologické studie proteinů z rodiny rhomboidů a poslouží jako východisko pro potenciální farmakologické aplikace.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Radim Nencka, Ph.D.

Anotace

Dizertační práce bude zaměřena na výzkum nových inhibitorů metyltransferáz. Tyto enzymy hrají důležitou roli v patogenezi mnoha onemocnění a jsou nezbytné pro životní cyklus mnoha původců infekčních onemocnění. V rámci této práce se student bude zabývat racionálním designem a syntézou nových inhibitorů metyltransferáz, které jako donor metylové skupiny používají S-adenosylmetionin (SAM). Bude studovat jak deriváty SAM tak sloučeniny získané pomocí screeningu. Bude využívat výpočetní metody pro návrh a optimalizaci nových derivátů.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. Paulo Paioti

Anotace

Atropisomery jsou konformační izomery vznikající omezenou rotací kolem jednoduché vazby. Naším hlavním cílem je vývoj stereoselektivních syntetických metod, vedoucích ke konformačně omezeným atropisomerům s potenciálem stát se novými léčivy. Atropisomery jsou chirální a vytvářejí dva nebo více izomerů s odlišnými farmakologickými vlastnostmi. Tyto vlastnosti souvisejí s nedostatečně pochopenou základní otázkou, jak konformační změny od nechirálních a flexibilních k chirálním a více rigidním, ovlivňují schopnost molekuly interagovat s biologickými receptory. Pro studium těchto konceptů je však nejprve nutné vytvořit a syntetizovat tuto náročnou třídu sloučenin. Hlavním problémem je, že atropisomery jsou z principu stericky bráněné a potenciálně konfiguračně nestabilní. V souladu s tím budeme vyvíjet nové katalytické metody a strategie syntézy, s nadějí na poskytnutí efektivních, praktických a (atropo)selektivních metod.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Tomáš Kouba, Ph.D.

Anotace

Účinná léčba proti virům chřipky často selhává kvůli virové rezistenci. Zkoumání a vývoj nových léčiv je náročné, protože existuje pouze omezený počet antivirových terapeutických cílů pro racionální návrh léků. Tento projekt bude řešit obojí; prozkoumá a ověří nový terapeutický cíl a vyvine proti němu inhibitory. Nedávné výsledky ve strukturní biologii chřipkové RNA-dependentní RNA polymerázy (FluPol) pomocí kryogenní elektronové mikroskopie (cryo-EM) identifikovaly nový obecný mechanismus v procesu transkripce a replikace virové genomové RNA. Mechanismus je zcela závislý na vazbě virových endogenních molekul RNA na specifická vazebná místa na FluPol. S pomocí již existujících cryo-EM struktur komplexů virových RNA s FluPol navrhneme inhibitory založené na RNA sekvenci, atomové struktuře a interakcích s bílkovinou FluPol. Navíc navrhneme rozsáhlou chemickou modifikaci těchto RNA molekul. Poté otestujeme, zda takto modifikovaně RNA mohou inhibovat FluPol in vitro a v experimentech na buňkách. Zacílení na tato FluPol vazebná místa RNA a použití modifikovaných molekul na bázi RNA je inovativní koncept a očekává se, že bude robustní proti vývoji virové rezistence.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budeme navrhovat a syntetizovat modifikované nukleosid trifosfáty nesoucí různé funkční skupiny pro enzymovou syntézu modifikovaných oligonukleotidů pro selekci nových funkčních nukleových kyselin (napr. aptamerů or aptazymů) a přípravu fluorescenčních nebo redoxních sond pro aplikace v chemické biologii. References: 1. Hocek, M.: "Enzymatic Synthesis of Base-Functionalized Nucleic Acids for Sensing, Cross-linking, and Modulation of Protein–DNA Binding and Transcription" Acc. Chem. Res. 2019, 52, 1730-1737. 2. Micura, R.; Höbartner, C. Fundamental studies of functional nucleic acids: aptamers, riboswitches, ribozymes and DNAzymes. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 7331–7353.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jiří Kaleta, Ph.D.

Anotace

Propojením dvou a více různých fotospínačů (molekul, jejichž geometrii lze reverzibilně spínat působením světla) budou získány komplexní multifotochromní systémy. Působením světla o vhodné vlnové délce pak mohou být selektivně aktivovány/spínány jejich jednotlivé části (spínače a jednosměrné molekulární motory). Cílem Ph.D. projektu je příprava a studium těchto unikátních molekul a jejich případné použití pro konstrukci funkčních prototypů molekulárních strojů. Pozornost bude soustředěna jak na různé kombinace fotospínačů, tak na způsob jejich vzájemného propojení (orthogonální vs. neortogonální).

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budou navrhovány a syntetizovány nové modifikované nukleosidy a nukleotidy jako potenciální cytostatika s novými mechanismy účinku, např. Modulace receptorů nebo aktivace cytostatických proteinů. Vybrané aktivní látky budou dále optimalizovány s cílem identifikace kandidátů na další preklinický vývoj potenciálních léčiv. References: 1. Jordheim, L. P.; Durantel, D.; Zoulim, F.; Dumontet, C. Advances in the development of nucleoside and nucleotide analogues for cancer and viral diseases. Nat. Rev. Drug Discov. 2013, 12, 447–464. 2. Perlíková, P.; Hocek, M. Pyrrolo[2,3-d]pyrimidine (7-deazapurine) as a privileged scaffold in design of antitumor and antiviral nucleosides. Med. Res. Rev. 2017, 37, 1429–1460.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Zlatko Janeba, Ph.D.

Anotace

Cílem projektu je návrh a syntéza nových inhibitorů enzymů záchrany nukleotidů (např. fosforibosyl transferázy, fosforylázy) a vyhodnocení jejich biologických vlastností (ve spolupráci s biochemickými skupinami). Takové inhibitory mají potenciál při léčbě různých typů rakoviny.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Ing. Milan Vrábel, Ph.D.

Anotace

Naše skupina nedávno popsala vývoj a první aplikace N1-alkyl-1,2,4-triaziniových solí v bioortogonálních reakcích (Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202306828). V tomto projektu chceme podrobněji prozkoumat chemii těchto nabitých heterodienů (příprava derivátů a studium vlivu různých substituentů na jejich reaktivitu a stabilitu v biologickém prostředí). Kromě toho chceme vyvinutá činidla aplikovat v aplikacích pro selektivní modifikaci biomolekul až po buněčné aplikace (např. bioimaging). Projekt kombinuje syntetickou organickou chemii, reakční kinetiku a studie stability s biologickými experimenty, které budou prováděny především ve spolupráci s biology ve skupině.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	David Marcelo Sabatini, M.D., Ph.D.

Anotace

Máme dlouhodobý zájem o regulaci růstu a metabolismu, který pramení z naší rané práce studující dráhu proteinkinázy mTOR. Ta je považována nyní za hlavní regulátor růstu a anabolismu u eukaryot a reaguje na různé podněty, včetně živin. Během naší práce jsme zjistili, že lysozomy hrají klíčovou roli v aktivaci mTORC1 pomocí živin. Proto jsme začali studovat lysozomy i jiné organely. Dostupné projekty: (1) Detekce živin pomocí mTOR. Zaměříme se na: identifikaci senzoru pro glukózu v dráze mTORC1 a nutričního senzoru u jiných živočichů než u savců; pochopení, jak fungují známé senzory živin in vivo; a objasnění biochemické funkce GATOR2. (2) Lysozomy v normální fyziologii a nemoci. Pomocí metodologie Lyso-IP a screeningu CRISPR se budem snažit: pochopit, jak neurodegenerativní onemocnění ovlivňují funkci lysozomů; identifikovat obsah lysozomů ve specializovaných buňkách, jako jsou imunitní buňky. (3) Metody studia metabolismu malých molekul in vivo. Budeme se snažit vyvinout metody ke studiu metabolismu sacharidů v myších buňkách in vivo. (4) Vývoj léčivům podobných látek. Ve spolupráci s chemiky na IOCB a i jinde se budeme snažit vyvinout léčivům podobné látky, které cílí na komponenty mTOR dráhy a také na lysozomální a mitochondriální proteiny.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	prof. Ing. Michal Hocek, DSc.

Anotace

Budeme designovat a syntetizovat modifikované ribonukleosid trifosfáty nesoucí různé funkční skupiny na nukleobázi. Tyto nukleotidy budou využity pro sekvenčně specifickou enzymovou syntézu oligonukleotidů (RNA) nesoucích značky nebo modifikace ve specifických polohách pomocí upravených DNA polymeras. Aplikace budou zahrnovat tRNA, mRNA, sgRNA apod. References: 1. Micura, R.; Höbartner, C. Fundamental studies of functional nucleic acids: aptamers, riboswitches, ribozymes and DNAzymes. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 7331–7353. 2. Milisavljevic, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M. Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates. Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807.

Garantující pracoviště:	Ústav biochemie a mikrobiologie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Mikrobiologie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Mgr. Jan Weber, CSc.

Anotace

Vstup virů do hostitelské buňky je důležitý první krok, hlavně u respiračních virů s velkým pandemickým potenciálem jako je SARS-CoV-2 a virus chřipky A. Porovnání interaktomů koronavirů a viru chřipky A a porozumění časným interakcím virových a buněčných proteinů může pomoci při vývoji cílené, nebo naopak širokospektrální antivirové terapie. Hlavním cílem tohoto projektu je porozumět virovým a buněčným faktorům ovlivňujícím vstup respiračních virů do buňky. Za tímto účelem použijeme několik kmenů koronavirů a viru chřipky A, u kterých je známo, že využívají různé cesty vstupu do hostitelské buňky, a porovnáme jejich buněčný interaktom v době vstupu a během časných fází infekce. Z identifikovaných buněčných interakčních partnerů budou vybráni zajímaví kandidáti, kteří budou dále zkoumáni z hlediska jejich role v životním cyklu viru. Student se naučí pracovat s tkáňovými kulturami v laboratoři s úrovní technického zabezpečení 3, analyzovat proteomická a bioinformační data, a provádět siRNA experimenty snižující genovou expresi v savčích buňkách infikovaných různými viry. Navržený projekt rozšíří naše současné vědění o časné fázi infekce savčích buněk respiračními viry.

Garantující pracoviště:	Ústav organické chemie Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Studijní program/specializace:	Chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	Dr. habil. Ullrich Jahn

Anotace

V rámci projektu budou vyvinuty syntézy komplexních indoloterpenových akaloidů a jejich analogů, vykazující různorodé biologické aktivity.