Ústav chemie přírodních látek

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Anotace

Práce je zaměřena na izolace přírodních látek z vybraných rostlin. Budou využity pokročilé izolační techniky založené na vysokotlaké kapalinové extrakci a následné separace s využitím preparativní HPLC. Izolované a charakterizované látky budou podrobeny studiu biologického účinku pomocí buněk, které budou transfekovány cílovými molekulami (např. receptory pro neuropřenašeče) a geneticky kódovanými sensory. Tato technologie buněčných kultur bude kombinována se stanovením luminiscence v rámci Försterovu rezonančnímu přenosu energie (BRET, FRET), tedy pomocí neradioaktivním měření intracelulárních odpovědí vyvolaných jednotlivými ligandy. Vybrané geneticky kódované sondy umožní kvantifikaci biologických účinků léčiv působících na daný receptor. Bude studováno několik signálních drah pro daný pár ligand – receptor. Tak bude možné vyhodnotit farmakologický bias, nově rozpoznaný jev specificity aktivace jednotlivých signálních drah aktivované receptorem pomocí daného ligandu. Tato analýza je předpokladem pro posouzení možné účinnosti látky při léčbě onemocnění, ale i případných vedlejších účinků, jako je rozvoj tolerance, nadměrná psychická aktivita, včetně hrozby vyvolání závislosti a dalších nežádoucích důsledků.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

Anotace

Galektiny jsou to lectiny, což jsou proteiny schopné rozpoznat a vázat se na specifické sacharidové struktury. Funkce galektinů jsou různorodé a mohou zahrnovat regulaci buněčné adheze, buněčné migrace, buněčného růstu a programované buněčné smrti (apoptózy). Tyto proteiny hrají roli v různých fyziologických a patologických procesech, včetně imunitní odpovědi, zánětu a karcinogeneze. Výzkum na poli galektinů se neustále rozvíjí, a zjištění o jejich rolích v různých biologických procesech přispívají k lepšímu porozumění buněčné signalizace a možnostem terapeutického využití v léčbě různých onemocnění, včetně nádorových onemocnění a zánětlivých onemocnění. Cílem tohoto doktorského projektu bude příprava různých biologicky perspektivních glykomimetik (analogů přírodních sacharidů) s afinitou ke specifickým galektinům. Ve spolupráci s dalšími pracovišti bude u připravených glykomimetik stanoven jejich biologický potenciál. Dále bude studována toxicita těchto látek na modelových buněčných liniích a metabolismus těchto látek. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické přístupy i metody charakterizace. Bude-li to možné, inkorporace ¹⁹F, ²⁹Si or ¹⁵N do molekul bude vítaná, neboť umožní studentovi screening inhibitorů pomocí NMR.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Kamil Parkan, Ph.D.

Anotace

V současnosti je naléhavá potřeba identifikace nových látek, které by vedly k efektivnímu boji s neurodegenerativními chorobami. Bylo prokázáno, že insulinu podobný růstový faktor 2 (IGF2) má důležitou roli ve zlepšování paměti. IGF2 je růstový faktor, jež má také významnou roli v dospělém mozku savců. Efekt IGF2 ve zlepšování kognitivních funkcí je rychlý a trvalý a je zprostředkován receptorem pro mannosu-6-fosfát/IGF2 (M6P/IGF2R). M6P/IGF2R je velký transmembránový glykoprotein, který mimo IGF2 váže také M6P-obsahující ligandy a navíc vazba jednoho ligandu může ovlivňovat vazbu druhého. Zvýšená exprese IGF2 navíc hraje důležitou roli ve vzniku určitých tumorů a M6P/IGF2R může hrát roli jako nádorový supresor. Cílem tohoto doktorského projektu bude příprava různých přípravu analogů M6P a přípravu IGF2-M6P kovalentně spojených konjugátů. Tato práce by mohla vést k zajímavým klinickým aplikacím nových M6P analogů. Téma práce je vhodné primárně pro absolventy chemických, případně farmaceutických oborů. Student si osvojí různé syntetické přístupy i metody charakterizace.

Garantující pracoviště:	Ústav chemie přírodních látek
Studijní program/specializace:	Biochemie a bioorganická chemie ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	doc. Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Anotace

Záměrem tohoto výzkumného projektu je syntetizovat látky s potenciálními psychoplastogenními vlastnostmi a využít je jako nástroj pro neuroimaging pro objasnění jejich základních neurobiologických mechanismů. Cílem projektu je pomocí zkoumání vztahů mezi strukturou a aktivitou již známých a popsaných psychoaktivních látek ze skupiny tryptaminů, fenethylaminů a dalších přírodních alkaloidů navrhnout syntetické cesty pro jejich nová analoga a identifikovat vhodné látky pro farmakologická a neurobiologická zkoumání. V rámci mezinárodní spolupráce bude jejich biologická aktivita testována na ovlivnění monoaminových receptorů a transportérů, na cytotoxicitu a na růst neuronálních buněk (prostřednictvím sledování faktoru BDNF). Vybrané látky budou předmětem preklinických studii v animálním modelu, především s využitím behaviorálních testů a zobrazovacích metod jako je EEG, fMRI a v případě izotopicky značených látek také pomocí PET.

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

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

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 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 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:	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 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

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.