Fakulta potravinářské a biochemické technologie

Transkript

1

2 Fakulta potravinářské a biochemické technologie Organizační tým FAKULTNÍ KOORDINÁTOR Ing. Jana Krátká, Ph.D. ÚSTAVNÍ KOORDINÁTOŘI 319 Ústav biotechnologie doc. Dr. Ing. Petra Patáková 320 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Michaela Marková Ph.D., doc. Mgr. Ing. Štěpánka Hrdličková Kučková Ph.D. 321 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Roman Bleha 322 Ústav mléka, tuků a kosmetiky doc. Ing. Jiří Štětina CSc. 323 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Martina Vlčková 324 Ústav konzervace potravin Ing. Lukáš Vápenka 342 Ústav chemie přírodních látek Ing. Elena Prokudina, Ph.D.

3 Ústav biotechnologie (319) ÚSTAVNÍ KOORDINÁTOR doc. Dr. Ing. Petra Patáková SEZNAM SEKCÍ 1. Biotechnologie I 2. Biotechnologie II 3. Biotechnologie III

4 SPONZOŘI SEKCE ÚSTAVU BIOTECHNOLOGIE

5 Biotechnologie I MÍSTO: KNIHOVNA ÚSTAVU 319 KOMISE doc. Dr.Ing. Petra Patáková (předseda) prof. Ing. Alena Čejková, CSc. doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Jana Drbohlavová (M2, Ing. Irena Kolouchová Ph.D.) Vliv extraktů Vitis vinifera na biofilm rodu Candida 09:00 Bc. Vendula Červenková (M2, Dr. Ing. Leona Paulová) Biotechnologická produkce probiotik a organických kyselin jako doplňku krmiv hospodářských zvířat 09:00 Bc. Jakub Vlček (M2, prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.) Vliv sorbentů na stabilitu pivní pěny 09:00 Bc. Šárka Neřoldová (M2, prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.) Biotechnologický potenciál mořských mikroorganismů 09:00 Bc. Šárka Kurková (M2, Dr. Ing. Michaela Rumlová) Strukturně-funkční studie stabilního alfa helixu myšího leukemického viru 09:00 Bc. Maria Vrublevskaya (M2, Ing. Kolouchová Irena Ph.D.) Inhibiční účinky antibiotik a přírodních látek na rod Candida 09:00 Bc. Kamila Dejmková (M2, Ing. Olga Maťátková, Ph.D.) Možnosti inhibice kolonizace titanových materiálů

6 09:00 Bc. Jan Prchal (M2, Ing. Marcel Karabín, Ph.D.) Využití prosévání ke zvýšení obsahu prenylflavonoidů ve chmelových materiálech 09:00 Bc. Simona Lucáková (M2, Ing. Petr Kaštánek, Ph.D.) Heterotrofní kultivace jednobuněčných řas s využitím alternativních zdrojů substrátu vyhlášení výsledků

7 Vliv extraktů Vitis vinifera na biofilm rodu Candida Bc. Jana Drbohlavová (M2) Školitel: Ing. Irena Kolouchová Ph.D. Biofilmy rodu Candida jsou příčinou mnoha infekcí. Čím dál tím časteji se setkáváme se závážným problémem při léčení těchto infekcí kvůli zvyšující se rezistenci biofilmů k používaným antibiotikům. Současné studie se zaměřují na zkoumání přírodních látek obsažených v rostlinách např. ve vinné révě, které by mohly pomoci při řešení rezistencí mikrobiálních biofilmů k používaným farmakům. Právě vinná réva obsahuje polyfenolové látky, které vykazují antioxidační a antimikrobiální účinky. Cílem experimentů bylo sledování vlivu komerčního extraktu z hroznů modrých odrůd Vitis vinifera (obsah resveratrolu 9 %) na tvorbu biofilmu. Byla sledována adheze rodu Candida (C. albicans DBM 2164, C. albicans ATCC 2091) na polystyrenový povrch mikrotitrační destičky. Extrakt V. vinifera nejúčinněji inhiboval adhezi kvasinky C. albicans DBM Pomocí spektrofotometrických metod (barvení krystalovou violetí a metodou MTT) bylo zjištěno, že extrakt V. vinifera (50 mg/l resveratrolu) účinně snižoval množství vytvořeného biofilmu a potlačoval metabolickou aktivitu kvasinky C. albicans DBM 2164 o více než 80 % oproti kontrole. Po srovnání účinku resveratrolu s extraktem se ukázalo, že extrakt V. vinifera byl účinnější a projevuje se zde pravděpodobně vliv i jiných polyfenolových látek.

8 Biotechnologická produkce probiotik a organických kyselin jako doplňku krmiv hospodářských zvířat Bc. Vendula Červenková (M2) Školitel: Dr. Ing. Leona Paulová Kromě potravinářského a farmaceutického průmyslu nacházejí probiotika stále častěji uplatnění také v zemědělství. Podobně jako u lidí, tak i u zvířat podporují imunitní systém a zlepšují trávení a vstřebávání živin. Kromě tradičních mléčných bakterií jsou jako probiotika pro hospodářská zvířata používány také propionové bakterie, které se přirozeně nachází v jejich trávícím traktu. Kromě probiotických vlastností se vyznačují i tím, že jsou schopné utilizovat laktát. Cílem práce je produkce doplňku krmiv pro hospodářská zvířata, která budou obohacená probiotickými kulturami, a která budou obsahovat vhodné koncentrace kyseliny mléčné a propionové, jež budou působit jako konzervační činidla. První část práce byla zaměřena na zjištění kompatibility devíti kmenů mléčných a devíti kmenů propionových bakterií, testování probíhalo na agarovém médiu zaočkovaném oběma kmeny. Pro další práci byly vybrány kombinace kmenů, které vykazovaly nejvyšší nárůst biomasy a u nichž se nevyskytovaly inhibiční zóny, které vznikají negativním působením metabolitů jednoho kmene na růst partnerského kmene. Vybrané kombinace mléčných a propionových bakterií byly poté kultivovány na kapalném médiu s cílem sledovat produkci organických kyselin.

9 Vliv sorbentů na stabilitu pivní pěny Bc. Jakub Vlček (M2) Školitel: prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Struktura a stabilita pivní pěny jsou jedny z posuzovaných kritérií při senzorickém hodnocení piva a mají zásadní vliv na celkový požitek z konzumace tohoto nápoje. Problémy se stabilitou pěny nastaly především po zavedení technologie HGB. Řešení spočívající v přidávání stabilizačních látek (PGA, tetrahop) se setkalo s určitým odporem veřejnosti. Pozitivně na tvorbu a stabilitu pěny působí zejména bílkoviny, polypeptidy, některé hořké chmelové látky a kovové ionty. Mezi hlavní negativní činitele řadíme lipidy. Právě skutečnost negativního působení lipidů na stabilitu pěny vedla k myšlence jejich odstranění z piva. Byly navrženy látky (sorbenty), které by na sebe měly vázat lipidy. Tyto sorbenty se přidají do piva, nechají se působit a pak se odstraní např. odstředěním nebo filtrací. Ukázalo se, že použité látky zvýšily stabilitu pěny až několikanásobně a že se tedy jedná o vhodnou metodu pro zvýšení stability pivní pěny bez přidání cizích látek do piva. Byly vytvořeny závislosti mezi účinností sorbentů a jejich materiálovými vlastnostmi (specifický povrch, poréznost). Byl popsán i vliv povrchových vlastností (hydrofobita) na účinnost sorbentů. Některé z látek jsou taktéž regenerovatelné a mají tedy velký potenciál využití v průmyslovém měřítku.

10 Biotechnologický potenciál mořských mikroorganismů Bc. Šárka Neřoldová (M2) Školitel: prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Moře a oceány tvoří více než 95 % z celkové biosféry planety a jsou cenným zdrojem mikroorganismů. Zájem o bioaktivní sloučeniny produkované mořskými mikroorganismy se v posledním desetiletí zvýšil a je nyní hlavním odvětvím moderní mořské (modré) biotechnologie. Velký potenciál má mořská vláknitá bakterie Salinispora tropica, která se řadí mezi grampozitivní aktinomycety. Její sekundární metabolit Salinosporamid A slouží jako inhibitor proteasomu a má potenciál širokého využití při léčbě nádorů. Tento metabolit prochází v současné době klinickými testy pro léčbu pacientů s různými typy rakoviny. Pro zvýšení výtěžků biomasy nebo cílových sloučenin je nutné zintenzivnit proces kultivace. Je nutné se zaměřit hlavně na složení kultivačního média, strategii přítokování, dynamické řízení fyzikálních podmínek, intenzitu míchání, genetiku mikroorganismů, imobilizaci buněk a inženýrství bioreaktorů. V této práci byl sledován vliv složení kultivačního média na růst bakterie Salinispora tropica. Konkrétně byly testovány různé zdroje dusíku. Ve snaze snížit náklady na kultivaci byl jedním z použitých zdrojů dusíku hydrolyzát peří, který má potenciál alespoň částečně nahradit běžně používané drahé zdroje dusíkatých látek.

11 Strukturně-funkční studie stabilního alfa helixu myšího leukemického viru Bc. Šárka Kurková (M2) Školitel: Dr. Ing. Michaela Rumlová Na tvorbě retrovirové částice se významně podílí strukturní domény virového polyproteinu Gag, zejména kapsidový (CA) a nukleokapsidový protein (NC). Tyto domény spojuje krátký peptidový úsek tzv. CA-NC linker, který se liší podle rodu retrovirů. Nedávno byl u rodu gammaretrovirů, konkrétně u viru myší leukémie MLV (Murine leukemia virus), charakterizován nový strukturní motiv tohoto CA-NC linkeru. Jedná se o jednoduchý, stabilní, nabitý alfa helix (charged assembly helix, CAH), který je tvořen 48 aminokyselinami. Alaninovou skenovací mutagenezí byla zjištěna důležitost bazických aminokyselin CAH na tvorbu retrovirových částic in vitro (Doležal a kol., JBC 2016). Tato práce je zaměřena na studium funkce CAH a ověření jeho role v interakcích vedoucích k tvorbě retrovirové částice. Bylo připraveno pět izotopicky (C 13 N 15 ) značených CAH peptidů nesoucích vybrané mutace bazických aminokyselin. Peptidy byly purifikovány a jejich struktura analyzována pomocí NMR. Dále byla testována možná interakce CAH s nukleovou kyselinou metodou EMSA (electrophoretic mobility shift assay). Pro ověření vlivu mutací CAH na infektivitu MLV byl zaveden a optimalizován lentivirový systém.

12 Inhibiční účinky antibiotik a přírodních látek na rod Candida Bc. Maria Vrublevskaya (M2) Školitel: Ing. Kolouchová Irena Ph.D. Nejčastěji vyskytující se kvasinkové infekce způsobené zástupci rodu Candida tvoří biofilmy, které jsou rezistentní k širokému spektru antimikrobiálních látek. Rozmanité rostlinné metabolity disponují antimikrobiální aktivitou, mezi nimi i boswellové kyseliny izolované z rostlin rodu Boswellia. V této práci byly testovány účinky boswellových kyselin na kvasinky rodu Candida a analogicky byly prováděny pokusy s použitím běžného antifungálního léčiva, flukonazolu. Minimální inhibiční koncentrace (MIC80) těchto látek byly pro suspenzní populace určeny pomocí mikrokultivačního zařízení Bioscreen C. Vliv boswellových kyselin a flukonazolu na adhezi kvasinek byl testován pomocí MTT a metodou krystalové violeti. Bylo prokázáno, že boswellové kyseliny potlačují růst suspenzní populace Candida parapsilosis CCM 8260 (MIC80 = 500 mg/l). Výrazný vliv boswellových kyselin na uvolňování buněk z biofilmu byl pozorován po aplikaci 1 mg/l u Candida parapsilosis CCM Metabolická aktivita a množství biomasy Candida albicans CCM 2091 byly sníženy vlivem koncentrace 100 mg/l boswelových kyselin o 50% oproti kontrole. Vzhledem k výsledkům této práce se kombinace běžných antifungálních látek s boswellovými kyselinami jeví jako zajímavá alternativa při léčbě infekcí způsobených rodem Candida.

13 Možnosti inhibice kolonizace titanových materiálů Bc. Kamila Dejmková (M2) Školitel: Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Tvorba strukturovaných společenství (biofilmů) patří mezi základní strategie přežití mikroorganismů v nepříznivých podmínkách. Mnoho mikroorganismů má schopnost adherovat na povrch různých chirurgických nástrojů, včetně kloubních náhrad. Mikroorganismy ve formě biofilmu mohou způsobovat obtížně léčitelné infekce, vzhledem ke značné rezistenci vůči širokému spektru antimikrobiálních látek. Z tohoto důvodu je dnes v popředí zájmu vědy výzkum alternativních strategií, účinných v boji proti biofilmům. Tato problematika byla také předmětem této práce. Byla studována účinnost přírodní látky baicaleinu pro zabránění tvorby biofilmů vybraných kvasinek (Candida albicans ATCC 2091, Candida krusei CCM 8271, Candida parapsilosis CCM 8276 a Candida parapsilosis CCM 8260) na površích žetonů ze slitiny Ti6Al4V, materiálu používaného pro výrobu kloubních náhrad. Pro kvantifikaci vzniklého biofilmu bylo využito dvou metod MTT a krystalové violeti, kterými byla stanovena metabolická činnost a celkový obsah biomasy biofilmu. Byla prokázána schopnost baicaleinu inhibovat tvorbu biofilmu, nejvyšší účinek byl zaznamenán při koncentraci 40 mg/l u všech testovaných kvasinek. U C. parapsilosis CCM 8260 došlo k poklesu metabolické aktivity o 86 %, oproti kontrolnímu měření bez přítomnosti baicaleinu.

14 Využití prosévání ke zvýšení obsahu prenylflavonoidů ve chmelových materiálech Bc. Jan Prchal (M2) Školitel: Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Možnosti výroby potravních doplňků obsahující chmelové fytoestrogeny, zejména 8- prenylnaringenin, jsou limitovány především složením vstupního materiálu. Tím je obvykle odpadní chmelový materiál získaný po extrakci české chmelové odrůdy Vital superkritickým oxidem uhličitým. Obsah 8-prenylnaringeninu v tomto materiálu je však značně proměnlivý v rámci jednotlivých sklizní, proto se hledají nové výrobní postupy pro zajištění dostatečného množství účinné látky v produktu. Cílem této práce je vyvinutí metody, která by vedla k zisku materiálu obohaceného o 8- prenylnaringenin a jeho potenciální prekurzory. Vhodným řešením je využití jednoduché metody mechanické frakcionace poskytující frakce, které jsou následně podrobeny chemické izomeraci za katalýzy oxidem hořečnatým. Kombinace těchto metod účinně odstraňuje problémy s proměnlivostí obsahu prenylflavonoidů v materiálu a je také dosaženo nezávislosti na složení původní suroviny.

15 Heterotrofní kultivace jednobuněčných řas s využitím alternativních zdrojů substrátu Bc. Simona Lucáková (M2) Školitel: Ing. Petr Kaštánek, Ph.D. Nenasycené mastné kyseliny ze skupiny omega-3 mají příznivý vliv na kardiovaskulární a centrální nervový systém seniorů, imunitu, vývoj mozku a zraku novorozenců. Jejich nutriční a farmaceutický význam vedl společně s omezeným množstvím tradičně využívaných zdrojů (mořských ryb) a stále častější preferencí veganského stravování k prohloubení zájmu o nalezení alternativních zdrojů těchto látek. Jednobuněční protisté řádu Thraustochytriales jsou jednou z perspektivních alternativ pro produkci doplňků stravy obsahujících omega 3 mastné kyseliny s vysokým podílem dokosahexaenové kyseliny (DHA). Tato práce je zaměřena na heterotrofní kultivaci vybraných zástupců rodu Schizochytrium s využitím levných alternativních zdrojů substrátů jako náhrady komplexních médií a nalezení vhodných kultivačních podmínek pro dosažení vysokého výtěžku produkovaných lipidů. Během vsádkové kultivace byly testovány následující parametry: délka kultivace, zdroj dusíku, ph média, salinita média a využití alternativních látek jako složek média (například odpadní vody vznikající demineralizací syrovátky). U vybraného kmene a média bude v navazující přítokované kultivaci optimalizován vliv dalších kultivačních podmínek, konkrétně aerace a rychlosti otáček míchadla, pro dosažení maximální produktivity DHA.

16 Biotechnologie II MÍSTO: A12 KOMISE prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. (předseda) prof. Ing. Jan Páca, CSc. Ing. Michaela Rumlová, Ph.D. Ing. Barbora Branská, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Zuzana Straková (M2, MSc. Martin Chmátal, CSc.) Příprava a aplikace biokatalyzátoru pro bioremediaci odpadních vod z koksárenského průmyslu 09:00 Bc. Kristýna Grusová (M2, doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D.) Využití obrazové analýzy pro studium přestupu hmoty ve vícefázových reaktorech pro čištění horkých odpadních plynů 09:00 Bc. Daniela Simonová (M1, Ing. Olga Maťátková, Ph.D.) Inhibice tvorby biofilmu polyvalentními glykomimetiky 09:00 Bc. Simona Boková (M2, prof. Ing. Jan Masák, CSc.) Ověření účinnosti látek s antibiofilmovou aktivitou vůči vybraným pathogenům 09:00 Bc. Markéta Matoušová (M2, doc. Dr. Ing. Patáková Petra) Produkce sekundárních metabolitů houbou Monascus purpureus. 09:00 Bc. Eliška Stručková (M2, Ing. Marcel Karabín, Ph.D.) Stanovení biogenních aminů v alkoholických nápojích 09:00 Bc. Petra Kašparová (M2, Ing. Olga Maťátková, Ph.D.)

17 Inhibice tvorby biofilmu podmíněně patogenních mikroorganismů 09:00 Bc. Kateřina Urbanová (M2, prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.) Metody separace řas pomocí flokulace 09:00 Bc. Bára Šenkárčinová (M2, prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.) Optimalizace provozních podmínek kvašení piva využívající probiotické kvasinky vyhlášení výsledků

18 Příprava a aplikace biokatalyzátoru pro bioremediaci odpadních vod z koksárenského průmyslu Bc. Zuzana Straková (M2) Školitel: MSc. Martin Chmátal, CSc. Prezentovaná práce se zabývá přípravou enzymového preparátu za účelem biodegradace fenolických látek z modelové odpadní vody (s výhledem jeho aplikace v reálné odpadní koksárenské vodě). Jako výchozího zdroje enzymu tyrosinázy je využito a) komerčních plodnic žampiónů, b) odřezkového odpadního materiálu získaného po sklizni plodnic ze žampionárny. Imobilizovaný preparát je připraven metodou a) zesítění enzymu, kde výsledným preparátem jsou tzv. cross-link-enzyme-aggregates (CLEAs), b) zesítění buněčné biomasy, kde se jako výsledný preparát získá cross-link-cells (CLC). V obou případech se k zesítění užívá glutaraldehyd. V práci bude prezentován postup přípravy preparátů a porovnání některých jejich charakteristik, např. aktivity k fenolu, teplotního optima a teplotní stability preparátů.

19 Využití obrazové analýzy pro studium přestupu hmoty ve vícefázových reaktorech pro čištění horkých odpadních plynů Bc. Kristýna Grusová (M2) Školitel: doc. Ing. Martin Halecký, Ph.D. Hydrofobní polutanty obsažené v horkých odpadních plynech je možno s výhodou odstraňovat v pneumaticky míchaných vícefázových rozdělovacích reaktorech za použití termofilní mikrobní populace. Vícefázové rozdělovací reaktory jsou charakteristické obsahem inertní nepolární fáze (NAP). Jedním z limitujících faktorů biofiltrace může být koncentrace rozpuštěného kyslíku. Přestup kyslíku je charakterizován objemovým koeficientem přestupu hmoty k L a, ve kterém je již velikost mezifázového povrchu zahrnuta členem a. Znalost tohoto členu přispívá k hlubšímu pochopení biodegradačního procesu. Z tohoto důvodu byla práce zaměřena na určení mezifázového povrchu kapalina-plyn. Experimenty byly provedeny v reaktoru o pracovním objemu 1 L při teplotách 30 až 60 C a průtocích vstupujícího plynu 0,5 až 1,5 L/min. Jako NAP bylo použito 50 a 100 g silikonových částic, resp. 50 a 100 ml silikonového oleje. Velikost mezifázového povrchu byla stanovena obrazovou analýzou v programu NIS-Elements. Po přídavku silikonových částic se mezifázový povrch snížil oproti médiu bez NAP o 20 až 40 % po přídavku 50 g NAP, resp. o 60 % po přídavku 100 g NAP. Po přídavku silikonového oleje se mezifázový povrch naopak mírně zvýšil. Velikost mezifázového povrchu nebyla teplotou média ovlivněna.

20 Inhibice tvorby biofilmu polyvalentními glykomimetiky Bc. Daniela Simonová (M1) Školitel: Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Celá řada mikroorganismů má schopnost adheze k biotickým a abiotickým povrchům. Vytvářejí na nich uspořádané společenství, biofilm, čímž zvyšují svou odolnost vůči antimikrobiálním látkám. Mezi takovéto mikroorganismy patří i gramnegativní bakterie rodu Pseudomonas a Burkholderia, které jsou původci závažných plicních onemocnění. Cílem této práce bylo hledání inhibitorů adheze bakterií Pseudomonas a Burkholderia. Jako modelové mikroorganismy byly vybrány P. aeruginosa ATCC a B. cenocepacia CCM Jako antimikrobiální látky byly vybrány kalixareny. Kalixareny patří mezi polyvalentní glykomimetika, která inhibují lektiny oligomerní proteiny obsažené v bakteriálních buňkách. Lektiny se vážou na sacharidy přítomné na stěnách hostitelských buněk a hrají důležitou roli při tvorbě bakteriálního biofilmu. Byl sledován vliv kalixarenů v různých koncentracích na tvorbu biofilmu. Kultivace probíhala při teplotách 37 C pro P. aeruginosa a 30 C pro B. cenocepacia po dobu 24 hodin. Pro kvantifikaci celkového množství biomasy byla použita metoda barvení krystalovou violetí. Byl prokázán vliv kalixarenů na inhibici tvorby biofilmu. Nejvyšších hodnot inhibice bylo dosaženo u látky s označnením IIa a to snížením nárůstu o 95% oproti kontrole.

21 Ověření účinnosti látek s antibiofilmovou aktivitou vůči vybraným pathogenům Bc. Simona Boková (M2) Školitel: prof. Ing. Jan Masák, CSc. Oportunní pathogen Pseudomonas aeruginosa může být příčinou zhoršení stavu pacientů s cystickou fibrózou a jiných nozokomiálních infekcí. Přibývající případy rozsáhlé rezistence bakteriálního biofilmu vůči běžně používaným antibiotikům indukují hledání přírodních biologicky aktivních látek, které by mohly snížit tvorbu biofilmu případně jeho virulenci. Cílem této práce bylo sledovat antimikrobiální aktivitu chitosanu a jeho vliv na tvorbu biofilmu a eradikaci již vzniklého biofilmu P. aeruginosa DBM Chitosan byl aplikován v různých časových intervalech od počátku kultivace a bylo sledováno jeho působení na množství biomasy biofilmu, metabolickou aktivitu buněk biofilmu a koncentraci suspenzní populace. Zároveň byla pomocí biosenzoru Agrobacterium tumefaciens sledována změna hladiny signálních molekul regulačního systému quorum sensing po aplikaci různých koncentrací chitosanu. Nevýraznějšího efektu bylo dosaženo po aplikaci chitosanu v 2. hodině od počátku kultivace. V přítomnosti chitosanu o koncentraci 40 mg/l byla snížena metabolická aktivita buněk o více než 70 % oproti kontrole. V této studii byl prokázán antimikrobiální efekt chitosanu, jež může být klíčovým poznatkem pro výrobu polymerních materiálů pro medicínské využití.

22 Produkce sekundárních metabolitů houbou Monascus purpureus. Bc. Markéta Matoušová (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Patáková Petra Rod Monascus je po staletí používán v asijských zemích pro produkci tradiční červené fermentované rýže, která je součástí běžné stravy. Jedná se o vláknitou houbu nápadného červeného zbarvení, jejíž mycelium produkuje různé sekundární metabolity. Polyketidové pigmenty, jako nejdůležitější sekundární metabolity rodu Monascus, mohou potenciálně nahradit některé syntetické pigmenty, používané v potravinářském průmyslu. Šest hlavních produkovaných pigmentů je rozděleno do 3 skupin na žluté, oranžové a červené. Jsou studovány pro jejich příznivé účinky na lidské zdraví. Dalším sekundárním metabolitem je monakolin K, statin, který je využíván ke snižování zvýšené hladiny cholesterolu v krvi. Mycelium této houby však produkuje i potenciálně toxické metabolity, mezi které řadíme například mykotoxin citrinin. Cílem této práce je sledovat vývoj nepohlavních i pohlavních spor na mikroskopické a makroskopické úrovni během kultivace vlastního izolátu této houby, pravděpodobně Monascus purpureus. Kultivace probíhala na agaru, pevných substrátech a v kapalném kultivačním médiu po dobu 21 dní při 25 C. Během kultivace byly odebírány vzorky pro mikroskopické pozorování a pro HPLC analýzu obsahu myceliem produkovaných žlutých pigmentů a monakolinu K.

23 Stanovení biogenních aminů v alkoholických nápojích Bc. Eliška Stručková (M2) Školitel: Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Biogenní aminy (BA) jsou látky vyskytující se ve fermentovaných potravinách a tedy i v kvašených alkoholických nápojích. Nejčastěji se jedná o histamin, putrescin, tyramin, kadaverin a tryptamin, které i přes některé své nepostradatelné vlastnosti, díky kterým se účastní různých fyziologických procesů, mohou mít nepříznivý dopad na zdraví spotřebitele, projevující se bolestmi hlavy, žaludečními či střevními nevolnostmi a problémy se srdcem. Při konzumaci alkoholických nápojů je toto riziko umocněno synergickým působením alkoholu. Ačkoli v současné době legislativa v ČR množství BA v nápojích neomezuje, vzhledem k jejich potenciální toxicitě a jejich možné aplikaci jako markeru hygienické kvality či čerstvosti potravin je na jejich stanovení a případné definování legislativních limitů kladen čím dál větší důraz. Cílem této práce byl zejména vývoj metody pro stanovení BA využívající HPLC s prekolonovou derivatizací. Dále byla provedena analýza vybraných nápojů a sledována koncentrace BA v průběhu procesu výroby, přičemž bylo prokázáno, že zjištěné koncentrace nepředstavují významné zdravotní riziko. Metoda bude následně využita pro definování rizik spojených zejména s kontaminací, případně s využitím méně obvyklých typů produkčních mikroorganismů při výrobě piva, vína nebo cideru.

24 Inhibice tvorby biofilmu podmíněně patogenních mikroorganismů Bc. Petra Kašparová (M2) Školitel: Ing. Olga Maťátková, Ph.D. Biofilm je společenství mikroorganismů pevně přichycených k pevnému povrchu a sobě navzájem pomocí extracelulární matrix. Schopnost různých mikroorganismů vytvářet biofilm je jedním z faktorů vysoké odolnosti těchto buněk k vlivům prostředí a zvýšené rezistenci k řadě antibiotik. Léčba těchto infekcí se stala značnou terapeutickou výzvou a je snaha o hledání nových látek, které by byly účinné v prevenci adheze buněk i pro eradikaci již vzniklých biofilmů. Cílem této práce bylo sledování vlivu chitosanu, pterostilbenu, erythromycinu a tetracyklinu na tvorbu biofilmu Staphylococcus aureus DBM 3178, Staphylococcus epidermidis DBM 3179 a Enterococcus faecalis DBM Chitosan byl účinný proti všem sledovaným druhům bakterií. V koncentraci 200 mg.l -1 chitosan způsobil pokles metabolické aktivity buněk S. aureus o 70 %. Stejná koncentrace snížila metabolickou aktivitu buněk S. epidermidis o 97 % a celkový obsah biomasy biofilmu byl snížen o 50 %. Celkový obsah biomasy biofilmu E. faecalis byl snížen o 93 % při použití již 20 mg.l -1 chitosanu. Pterostilben a tetracyklin sice účinně snížili metabolickou aktivitu, ale měly značně stimulační efekt na tvorbu celkové biomasy biofilmu. Erythromycin (kontrolní antibiotikum) byl podstatně méně účinný než ostatní sledované látky.

25 Metody separace řas pomocí flokulace Bc. Kateřina Urbanová (M2) Školitel: prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Mezi řasy spadá velké množství mikroskopických i makroskopických organismů, jejichž společnou vlastností je schopnost fotosyntézy a autotrofního růstu. Z tohoto hlediska jsou velmi atraktivní pro využití k biotechnologické produkci biomasy i cenných metabolitů. Největší výzvou této technologie je vývoj vhodného a univerzálního separačního procesu, v průběhu kterého budou buňky řas efektivně odděleny z kultivačního média a připraveny pro další potenciální zpracování. Doposud je pro tyto účely používána centrifugace, která je ovšem ve velkém měřítku značně ekonomicky nevýhodná. Velkou pozornost si v tomto směru získávají různé mechanismy flokulace, jejímž principem je tvorba větších buněčných celků a jejich následná sedimentace. Zejména v 80. letech minulého století byla ph flokulace považována za slibnou metodu ke sklizni mikrořas, nicméně kvůli její nespolehlivosti se prozatím neuplatnila v průmyslovém měřítku. Oproti tomu elektroflokulace, která je prozatím málo prostudovanou metodou, vykazuje dobré výsledky a její výhodou je také nenáročnost na vybavení. Cílem této práce je studium metod ph flokulace a elektroflokulace na modelovém organismu, kterým je jednobuněčná řasa Chlorella vulgaris, prohloubení dosavadních poznatků a návrh vhodného uspořádání obou těchto metod.

26 Optimalizace provozních podmínek kvašení piva využívající probiotické kvasinky Bc. Bára Šenkárčinová (M2) Školitel: prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. Zvyšující se konkurence na pivním trhu motivuje pivovary k vývoji nových výrobků. Jednou z možností je fermentace mladiny netradičními mikroorganismy, pomocí kvasinek Saccharomyces boulardii. Jedná se o probiotický kmen S. cerevisiae s pozitivními účinky na lidské zdraví, zejména na střevní mikroflóru a imunitní systém. Vzhledem ke schopnosti S. boulardii zkvašovat hlavní cukry přítomné v mladině se nabízí aplikace pro výrobu nízkoalkoholického nebo nealkoholického piva se zdravotním benefitem. Cíl práce spočívá v optimalizaci provozních podmínek kvašení probiotickou kvasinkou. Byly studovány růstové vlastnosti S. boulardii v médiu s obsahem dextrinů, laktosy, fruktooligosacharidů a s přídavkem různých koncentrací ethanolu a iso-α- hořkých kyselin. Tyto sloučeniny se běžně v pivu vyskytují nebo by mohly být použity jako aditivum do hotového výrobku, proto bylo nutné ověřit možnost jejich utilizace kvasinkami. Další část práce zahrnovala sérii experimentů, v nichž byl sledován vliv teploty, zákvasné dávky a extraktu původní mladiny na tvorbu senzoricky aktivních těkavých látek v pivu. Produkt byl vyhodnocen metodami GC/MS, HPLC a senzorickou analýzou. Z naměřených dat byl sestaven model s optimálními podmínkami pro kvašení.

27 Biotechnologie III MÍSTO: B35 KOMISE prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D. (předseda) prof. RNDr. Vladimír Jirků, CSc. Ing. Marcel Karabín, Ph.D. Ing. Olga Maťátková, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Lukáš Pekárek (M1, Dr. Ing. Michaela Rumlová) Studium interakcí kapsidových proteinů flavivirů s nukleovými kyselinami 09:00 Bc. Monika Dvořáková (M2, Ing. Barbora Branská, Ph.D.) Valorizace zemědělských a průmyslových odpadů pomocí fermentačních procesů 09:00 Bc. Jana Štursová (M2, prof. Ing. Jan Masák, CSc.) Možnosti cíleného potlačení tvorby a stability biofilmů 09:00 Bc. Eliška Sembolová (M2, Ing. Eva Vaňková, Ph.D.) Antibiofilmové vlastnosti biologicky aktivních látek v kombinaci s netermálním plazmatem 09:00 Bc. Luděk Plot (M2, Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D.) Využití odhořčených chmelových materiálů pro zlepšení stability pivní pěny 09:00 Bc. Lukáš Hnatajko (M2, doc. Dr. Ing. Petra Patáková) Bakteriální produkce kyseliny mléčné na hydrolyzátu slámy a možnosti její izolace z kultivačního média 09:00 Bc. Veronika Musilová (M2, prof. Ing. Alena Čejková CSc.)

28 Vliv nanočástic kovů na růst a metabolickou aktivitu mikroorganismů za různých růstových podmínek 09:00 Bc. Jana Müllerová (M2, Ing. Lukáš Jelínek Ph.D.) Využití chmelového extraktoru pro zlepšení kvality studeně chmelených piv 09:00 Bc. Veronika Vetýšková (M2, Dr. Ing. Michaela Rumlová) Příprava, charakterizace a porovnání biochemických vlastností isoforem I a II lidského ameloblastinu vyhlášení výsledků

29 Studium interakcí kapsidových proteinů flavivirů s nukleovými kyselinami Bc. Lukáš Pekárek (M1) Školitel: Dr. Ing. Michaela Rumlová Flaviviry jsou malé +ssrna (positive sense, single strand) viry přenášené zpravidla členovci, tzv. arthropod-borne viruses. Způsobují horečnatá onemocnění spojená často s dalšími komplikacemi. Spolu se zvýšenou urbanizací a globalizací světa (cestování, obchod) v posledních několika dekádách roste i počet oblastí ohrožených těmito viry, zejména virem Dengue. I přes vynaložené úsilí mnoha vědeckých pracovišť po celém světe, stále neexistuje kauzální léčba. Jedním z možných cílů budoucích léčiv je skládání virové částice. Vytvoření in vitro systému, umožňujícího monitorovat a kvantifikovat účinnost skládání flavivirových částic by otevřelo cestu k hledání inhibitorů tohoto děje a potenciálních léčiv. Prvním krokem k pochopení mechanismu skládání těchto částic je studium interakcí mezi strukturními proteiny flavivirů a virovou RNA. Jako první objekt zájmu se nabízí kapsidový protein flavivirů. Molekuly tohoto proteinu přímo interagují s virovou RNA za vzniku tzv. nukleokapsidové částice. V této práci jsme se zaměřili na studium interakcí rekombinantního kapsidového proteinu s nukleovými kyselinami a tvorbu nukleokapsidových pseudočástic vybraných zástupců flavivirů in vitro.

30 Valorizace zemědělských a průmyslových odpadů pomocí fermentačních procesů Bc. Monika Dvořáková (M2) Školitel: Ing. Barbora Branská, Ph.D. Biobutanol, potenciální biosložka paliv, je nejčastěji produkován bakteriemi rodu Clostridium během tzv. aceton-butanol-ethanolové fermentace. Jako substrát mohou být využity odpadní zemědělské produkty, a to především lignocelulózová biomasa, ze které se po vhodné předúpravě uvolňuje celulóza, enzymaticky rozložitelná na glukózu. V této práci byly nejprve testovány vybrané kmeny klostridií z hlediska produkce rozpouštědel na směsném hydrolyzátu pšeničné slámy a peří. Bakterie schopné nejvyšší produkce butanolu byly využity k fermentaci hydrolyzátů pšeničné slámy připravené různými metodami předúprav kyselou, alkalickou a předúpravou vodní parou. Po kyselé předúpravě došlo jen k malému uvolnění sacharidů, což způsobilo nízkou produkci rozpouštědel. K nejvyšší konverzi celulózy na glukózu došlo při alkalické předúpravě s využitím 1,8% NaOH + 0,6% Ca(OH) 2, ale na takto připraveném hydrolyzátu žádný z kmenů nerostl, což přisuzujeme vzniku velkého množství inhibitorů. Prozatím nejlepšího výsledku, a to 1,56 g/l butanolu, dosáhl kmen C. beijerinckii NCIMB 8052 na hydrolyzátu, k jehož předúpravě byl použit 1,2% NaOH. Během další práce bude probíhat optimalizace procesu předúpravy s cílem dosáhnout co nejvyššího výtěžku sacharidů spolu s tolerovatelným množstvím vzniklých inhibitorů.

31 Možnosti cíleného potlačení tvorby a stability biofilmů Bc. Jana Štursová (M2) Školitel: prof. Ing. Jan Masák, CSc. Biofilm je strukturovaný ekosystém mikroorganismů s částečně změněnou fyziologií. Buňky v tomto stavu jsou oproti buňkám v planktonní formě odolnější vůči vnějším podmínkám. Mikroorganismy, které jsou původci onemocnění tak vykazují častější rezistenci vůči antibiotikům. Mezi ně se řadí i oportunně patogenní Staphylococcus epidermidis, původce nozokomiálních infekcí. Z toho důvodu jsou stále vyvíjeny nové antimikrobiální či anti-biofilmové látky. V práci byla sledována antimikrobiální aktivita a vliv vybraných aminoderivátů kobalt bis- 1,2-dikarbollidu na tvorbu biofilmu S. epidermidis DBM Pomocí MTT metody byla stanovena metabolická aktivita adherovaných buněk na povrch polystyrenových mikrokultivačních destiček. Pomocí krystalové violeti bylo stanoveno celkové množství biomasy buněk biofilmu. K nejvýraznějšímu poklesu metabolické aktivity došlo u látky pod pracovním názvem SK-19, a to až o 99% vůči kontrole. Dále byl sledován vliv SK-5 v kombinaci s antibiotiky erythromycin a tetracyklin na suspenzní populace kultivované v mikrokultivačním zařízení Bioscreen C. Inhibice byla pozorována u všech experimentů, testované látky tak představují potenciál pro potlačení růstu původců onemocnění.

32 Antibiofilmové vlastnosti biologicky aktivních látek v kombinaci s netermálním plazmatem Bc. Eliška Sembolová (M2) Školitel: Ing. Eva Vaňková, Ph.D. Biofilmy Pseudomonas spp. jsou strůjci řady komplikací zahrnujících pooperační infekce a mohou se tvořit na různých typech implantátů, např. kloubních či zubních náhradách. Tato práce je zaměřena na sledování aditivního účinku netermálního plazmatu (NTP) a biologicky aktivních látek na vybrané kmeny bakterie P. aeruginosa. Ke vzniku biofilmu této bakterie in vitro byly použity kruhové disky vyrobené z α+β titanové slitiny Ti6Al4V, simulující často používaný materiál kloubních náhrad. Pro sledování aditivního účinku byly vybrány takové expoziční doby NTP a koncentrace biologicky aktivních látek, které odpovídaly přibližně 50% inhibici metabolické aktivity buněk biofilmu. Výsledky byly interpretovány na základě stanovení metabolické aktivity buněk biofilmu pomocí MTT, stanovení celkového množství biomasy biofilmu barvením KV a fluorescenční mikroskopií. Nejlepšího antibiofilmového působení bylo dosaženo u P. aeruginosa ATCC 15442, u které došlo k poklesu metabolické aktivity buněk biofilmu při působení 40 mg/l chitosanu na 55 %, pří expozici biofilmu NTP po dobu 15 minut na 57 % a při kombinaci obou agens došlo k poklesu na 2 %. Dle získaných výsledků je zřejmé, že NTP lze považovat za plnohodnotnou alternativu, či prostředek posilující účinek, antibiofilmových agens.

33 Využití odhořčených chmelových materiálů pro zlepšení stability pivní pěny Bc. Luděk Plot (M2) Školitel: Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. Odhořčené chmelové materiály (OCHM) vznikají jako vedlejší produkt výroby chmelových přípravků (pelet či extraktů). Vyznačují se především vysokým obsahem polyfenolů a minimem senzoricky aktivních látek. V rámci této práce bylo prokázáno, že přídavek zbytku po CO 2 extrakci vysokoobsažné odrůdy Taurus na začátku chmelovaru může zlepšit stabilitu pěny mladého piva více než trojnásobně. Uspokojivých stabilizačních výsledků bylo dosaženo i v případě zbytku po CO 2 extrakci odrůdy Vital, zbytku po peletizaci odrůdy Žatecký poloraný červeňák a taninového extraktu. Naopak oxidovaný taninový extrakt neměl na stabilitu pivní pěny v čase výrazný vliv. Stabilizační účinek OCHM by mohl být způsoben vysokým obsahem isoxanthohumolu (podobné fyzikálně-chemické vlastnosti jako iso-α-hořké kyseliny). Tento předpoklad byl rovněž podpořen vysokou pozitivní korelací mezi obsahem isoxanthohumolu v mladém pivu a stabilitou pivní pěny. Úlohu isoxanthohumolu coby potencionálního stabilizátoru pivní pěny bude možné objasnit prostřednictvím analýzy lyofilizované pěny mladého piva infračervenou spektrometrií s Fourierovou transformací.

34 Bakteriální produkce kyseliny mléčné na hydrolyzátu slámy a možnosti její izolace z kultivačního média Bc. Lukáš Hnatajko (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Petra Patáková Kyselinu mléčnou lze využít k výrobě biodegradovatelných polymerů, které mohou částečně nahradit plastové obalové materiály, vyráběné z ropných derivátů. Z tohoto důvodu je snaha snížit celkové náklady na biotechnologickou produkci kyseliny mléčné, její izolaci z kultivačního média a následnou purifikaci. Snížení nákladů spočívá ve využití alternativních zdrojů uhlíku, jako je například hydrolyzát slámy, popřípadě levnějších zdrojů dusíku, jako je hydrolyzát peří. Screeningový test na mikrotitrační destičce prokázal schopnost růstu bakterií Lactobacillus casei 198 a Lactobacillus reuteri LHR 14 na hydrolyzátech slámy, připravených za různých podmínek. Při testování schopnosti produkce kyseliny mléčné na hydrolyzátu slámy, bylo dosaženo konečné koncentrace kyseliny mléčné v rozmezí 15 až 20 g/l. Další výzkum byl zaměřen na schopnost růstu a produkci kyseliny mléčné na hydrolyzátu peří., Dále byla na modelových roztocích kyseliny mléčné ověřena separační technika srážení a rozkladu laktátové soli. Bylo dosaženo výtěžnosti až 88 %. V případě aplikace této metody na reálné kultivační médium bylo dosaženo výtěžnosti až 86 %. Dále bude vyzkoušena izolace kyseliny mléčné pomocí extrakce n-butanolem s následnou reextrakcí do vody.

35 Vliv nanočástic kovů na růst a metabolickou aktivitu mikroorganismů za různých růstových podmínek Bc. Veronika Musilová (M2) Školitel: prof. Ing. Alena Čejková CSc. V současné době je velmi diskutovaným problémem rezistence mikroorganismů vůči antibiotikům, kvůli které se farmaceutické firmy snaží vyvíjet nové a účinné antimikrobiální látky, které by dokázaly inhibovat tvorbu mikrobiálního biofilmu. Další možností by v budoucnu mohlo být spojení nanočástic s antibiotiky, tzv. nanoantibiotika. Tato kombinace je více efektivní než klasická antibiotika. Nejvíce studovanými nanočasticemi jsou nanočástice stříbra a zlata. Ve své práci se zabývám vlivem nanočástic kovů na růst a metabolickou aktivitu mikroorganismů, konkrétně na bakterii Pseudomonas aeruginosa. V provedených experimentech byl sledován suspenzní nárůst buněk ovlivněných nanočásticemi a ze získaných hodnot byla stanovena minimální inhibiční koncentrace. Tato hodnota byla stanovena i v případě buněk rostoucích v biofilmu, tentokrát z dat metabolické aktivity získaných metodou MTT. Dále bylo stanoveno celkové množství biomasy v biofilmu a to nespecifickým barvením krystalovou violetí. V neposlední řadě byla stanovena hladina komunikačních molekul (N-acyl-homoserinových laktonů), pomocí geneticky modifikovaného kmene Agrobacterium tumefaciens. Bylo prokázáno, že přítomnost nanočástic kovů ovlivňuje růst i metabolickou aktivitu, a že buňky v biofilmu jsou odolnější než suspenzní buňky.

36 Využití chmelového extraktoru pro zlepšení kvality studeně chmelených piv Bc. Jana Müllerová (M2) Školitel: Ing. Lukáš Jelínek Ph.D. Rozmach minipivovarů v České republice s sebou přináší vzrůstající zájem o speciální druhy piva vyrobené méně obvyklými pivovarskými technikami. Jednu z nich představuje studené chmelení, které je běžně prováděno macerací chmele v pivu. K výrobě studeně chmelených piv se však stále častěji používají chmelové extraktory, a proto by studium jejich chemicko inženýrských principů mohlo v budoucnu usnadnit/intenzifikovat výrobu studeně chmelených piv. V rámci této práce byla pomocí chmelového extraktoru vyrobena studeně chmelená piva lišící se dobou extrakce (30 a 90 minut), přičemž již třicetiminutová extrakce vykazovala uspokojivý přestup senzoricky aktivních látek do piva. Dále byla zkoumána vhodnost jednotlivých chmelových materiálů (pelety a hlávky) pro účely studeného chmelení. Účinnějšího přestupu silic do piva bylo dosaženo extrakcí pelet. Chemické a senzorické vlastnosti takto vyrobených piv byly srovnávány s pivem kontrolním (bez studeného chmelení). V další části práce byla pozornost věnována studiu reziduí silic a hořkých látek ve chmelovém materiálu po provedení extrakce. Tento chmelový zbytek by mohl být následně použit například při chmelovaru, čímž by se snížila ekonomická zátěž celého procesu.

37 Příprava, charakterizace a porovnání biochemických vlastností isoforem I a II lidského ameloblastinu Bc. Veronika Vetýšková (M2) Školitel: Dr. Ing. Michaela Rumlová Ameloblastin (AMBN) je vnitřně nestrukturovaný, extracelulární matriční protein, uplatňující se při tvorbě zubní skloviny, která je formována evolučně konzervovaným procesem biomineralizace. V lidských buňkách byly identifikovány dvě isoformy AMBN: celogenomová isoforma I (AMBN I) a sestřižená varianta II (AMBN II), u které chybí úsek 15, vysoce konzervovaných aminokyselin. Role obou těchto isoforem v buňce a to, zda se od sebe odlišují fyzikálně-chemickými vlastnostmi, nebylo dosud zjištěno. Cílem této práce je charakterizovat obě isoformy AMBN na proteinové úrovni porovnáním jejich základních vlastností a studium role obou isoforem při diferenciaci kmenových buněk. Obě isoformy AMBN byly exprimovány v bakteriálních buňkách za použití expresních vektorů kódujících AMBN isoformy ve fúzi s pomocnými kotvami. Následně byly nalezeny vhodné podmínky pro izolaci a purifikaci obou proteinů a jejich převedení do nativních podmínek. Za účelem odstranění pomocných kotev byla optimalizována purifikační metoda pro TEV proteázu. Porovnáním některých biochemických vlastností bylo zjištěno, že podobně jako isoforma I, je i isoforma II lidského AMBN, vnitřně nestrukturovaný protein, který má tendenci vytvářet organizované shluky.

38 Ústav biochemie a mikrobiologie (320) ÚSTAVNÍ KOORDINÁTOR Ing. Michaela Marková Ph.D. doc. Mgr. Ing. Štěpánka Hrdličková Kučková Ph.D. SEZNAM SEKCÍ 1. Bioanalytické metody 2. Biochemie rostlin a ekologie 3. Biologicky aktivní látky 4. Interakce proteinů a metabolismus 5. Klinická biochemie 6. Mikrobiologie patogenů 7. Studium vlastností proteinů

39 SPONZOŘI SEKCE ÚSTAVU BIOCHEMIE A MIKROBIOLOGIE

40 Bioanalytické metody MÍSTO: PROSTORY ÚSTAVU 320 KOMISE doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. (předseda) Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Ing. Petr Svoboda PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Anna Šišková (M2, Ing. Hana Michova, Ph.D.) Vliv navržených experimentálních podmínek na výsledky kvantifikace biofilmu 09:00 Bc. Daniela Španková (M2, Ing. Holubová Barbora, Ph.D.) Vývoj multianalytové ELISA pro detekci vybraných syntetických drog 09:00 Bc. Alžběta Kropáčková (M2, MUDr. Ivan Šebesta, CSc.) Stanovení thyreoidálních hormonů na systému LC-MS/MS 09:00 Bc. Anna Stellnerová (M2, Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.) Sestavení a charakterizace multianalytového imunotestu pro klasické stafylokokové enterotoxiny 09:00 Bc. Jakub Papík (M2, Ing. Iva Pichová, CSc.) Analýza obsahu vakuol a lipidových tělísek kvasinek Candida albicans a Saccharomyces cerevisiae pomocí Ramanovy spektroskopie 09:00 Bc. Miroslava Hanžlová (M2, MUDr. Ivan Šebesta, CSc.) Stanovení steroidních hormonů na systému LC-MS/MS 09:00 Bc. Kristina Brhlová (M2, Ing. Barbora Holubová, Ph.D.)

41 Vývoj imunochemických metod pro detekci zástupců kathinonů a aminoindanů 09:00 Bc. Ondřej Novotný (M2, doc. Ing. Mgr. Štěpánka Kučková, Ph.D.) Rozlišení mléčných materiálů používaných v historických objektech pomocí hmotnostní spektrometrie 09:00 Bc. Monika Kalousková (M2, Ing. Barbora Holubová, Ph.D.) Vývoj imunochemické metody pro detekci syntetické drogy pyrovaleronu vyhlášení výsledků

42 Vliv navržených experimentálních podmínek na výsledky kvantifikace biofilmu Bc. Anna Šišková (M2) Školitel: Ing. Hana Michova, Ph.D. Biofilmy jsou mikrobiální společenství obklopující se matricí složenou převážně z exopolysacharidů, lipidů, bílkovin a extracelulární DNA. Biofilm je zpravidla přichycen k pevnému podkladu biotického či abiotického charakteru. Existuje celá řada metod pro kvantifikaci biofilmů, avšak nejpoužívanější je semikvantitativní metoda barvení biofilmu krystalovou violetí. V současné době se postup této metody mezi jednotlivými laboratořemi značně liší, čímž není možné výsledky jednotlivých měření porovnávat a vyhodnocovat. Hlavním cílem práce bylo proměřit a statisticky vyhodnotit 256 kombinací 4 nejčastěji používaných parametrů metody barvení biofilmu krystalovou violetí, aby se zjistilo, která kombinace poskytuje konstantní a reprodukovatelné výsledky. Jako modelový organismus byl použit kmen Staphylococcus aureus. Data naměřená pomocí barvení krystalovou violetí budou dále porovnána s hodnotami získanými z obrazové analýzy dat naměřených konfokálním mikroskopem s rotujícím diskem. Výsledkem této diplomové práce by měl být návrh standardizovaného protokolu metody barvení biofilmu krystalovou violetí. Rozšíření tohoto protokolu mezi laboratoře by umožnilo sběr a hlubší analýzu velkého množství dat, která by mohla dále objasnit mechanismy tvorby biofilmu jednotlivých mikroorganismů.

43 Vývoj multianalytové ELISA pro detekci vybraných syntetických drog Bc. Daniela Španková (M2) Školitel: Ing. Holubová Barbora, Ph.D. Problémem dnešní doby je nadměrná produkce nových psychoaktivních látek (NPS), která se vymyká legislativní kontrole. NPS jsou syntetické a rostlinné substance s různým účinkem. Informace o toxicitě a účincích jsou nedostatečné a jsou spojené s vysokou úmrtností. Vysoká poptávka po metodách s rychlou a finančně nenáročnou analýzou rozsáhlého množství vzorků není překvapující. Mezi hlavní skupiny patří např. syntetické kanabinoidy, fenetytyaminy a tryptaminy, kterými se tato práce zabývá. Cílem práce je sestavení multiplexní ELISA, tak aby se pomocí jedné analýzy dal otestovat vzorek na širší skupině analytů, a to zejména na základě strukturní variability námi sledovaných syntetických drog. Pro sestavení metody se používá nepřímý kompetitivní formát ELISA na mikrotitrační desce. Prvním krokem práce bylo sestavení titračních křivek (DIPT,2C-B a pravadolin), z kterých proběhl výběr čtyř kombinací protilátek s imobilizačním konjugátem pro jednotlivé drogy. Poté byly sestaveny kalibrační křivky a vhodné podmínky pro jednotlivé imunochemické formáty (koncentrace konjugátu s koncentrací protilátky, složení reakčního pufru). Dále byly protilátky smíchány a použity pro sestavení kalibrační křivky pro multiplexní imunoanalýzu. Metoda byla charakterizována stanovením analytických parametrů.

44 Stanovení thyreoidálních hormonů na systému LC- MS/MS Bc. Alžběta Kropáčková (M2) Školitel: MUDr. Ivan Šebesta, CSc. Stanovení hladiny tyreoidálních hormonů je důležitým diagnostickým nástrojem pro odhalení chorob štítné žlázy. V současné době se pro rutinní analýzu v laboratořích klinické biochemie využívají imunochemické automatické analyzátory s převážně chemiluminiscenční detekcí. Za zlatý standard je ale považována selektivní a specifická metoda LC/MS/MS, která v porovnání s imunoanalytickými metodami nabízí řadu výhod, např. možnost stanovení více analytů současně během jedné analýzy nebo vyloučení zkřížené reakce s používanými protilátkami jako u imunoanalýzy. To LC/MS/MS metodu upřednostňuje zvlášť při vyšetření štítné žlázy v těhotenství, kde dochází k změnám v hladinách vazebných proteinů oproti běžné populaci. Pomocí LC/MS/MS byly stanoveny hormony tyroxin (T4) a trijodtyronin (T3) ve volné i vázané formě ze séra pacientů. Před vlastním stanovením bylo nutné provést ultrafiltraci a extrakci analytů z matrice. Pro analýzu byl využit přístroj Agilent 6490 Triple Quadrupole LC/MS systém s analytickou kolonou Agilent Poroshell 120 EC-C18. Při tomto postupu nebylo dosaženo dostatečné citlivosti pro detekci volných tyreoidálních hormonů. LOD se pohyboval okolo 40 pmol/l. Dostatečnou citlivosti by mohla poskytnout metoda 2D-LC/MS/MS spojená s SPE, která je v současnosti testována.

45 Sestavení a charakterizace multianalytového imunotestu pro klasické stafylokokové enterotoxiny Bc. Anna Stellnerová (M2) Školitel: Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Stafylokokové enterotoxiny jsou proteiny produkované bakteriálním patogenem Staphylococcus aureus, který je běžným kolonizátorem kůže a sliznic. Ačkoliv je lidský organismus vůči stafylokokové infekci odolný, při oslabení imunity může způsobit různě závažná onemocnění. Kontaminace potravin stafylokokovými enterotoxiny ovlivňuje jejich zdravotní nezávadnost, a proto je nutné vyvíjet rychlé metody pro jejich detekci. Dosud byly pro jednotlivé klasické stafylokokové enterotoxiny vyvinuty imunochromatografické testy (ICT) za nejvýhodnějších podmínek pro každý z nich. Cílem této práce bylo sjednocení podmínek a vývoj jednotného multianalytového testu. Nejdříve bylo nutné ověřit funkčnost a detekční limity jednotlivých ICT v otevřeném formátu. V průběhu práce byl sestaven a charakterizován multitest, který byl následně převeden do uzavřeného formátu. Dále budou vybrány vhodné podmínky pro uzavřený formát a test bude ověřen na vzorcích mléčných produktů. Vyvíjený multianalytový test by měl mít schopnost detekovat testované analyty v hodnotách ng.ml -1, a měl by být vhodný pro využití přímo v terénu.

46 Analýza obsahu vakuol a lipidových tělísek kvasinek Candida albicans a Saccharomyces cerevisiae pomocí Ramanovy spektroskopie Bc. Jakub Papík (M2) Školitel: Ing. Iva Pichová, CSc. Candida albicans je oportunně patogenní kvasinka, která je běžnou součástí mikroflóry zdravého člověka. V případě oslabení imunitního systému může způsobit infekce nazývané kandidózy. C. albicans je díky flexibilnímu metabolismu schopná přežívat za nepříznivých nutričních podmínek a odolávat stresům, kterým je vystavena v hostitelském prostředí. Důležitou roli v těchto procesech hrají zásobní buněčné kompartmenty kandid: vakuoly a lipidová tělíska. Pomocí Ramanovy mikrospektroskopie jsme porovnali chemické složení vakuol a lipidových tělísek dvou příbuzných kvasinek: Saccharomyces cerevisiae a C. albicans. Kvasinky byly kultivovány buď v médiu bohatém na dusík, nebo za nedostatku dusíku. Z Ramanových spekter jsme zjistili, že nedostatek dusíku způsobil pokles množství fekosterolu a episterolu v lipidových tělískách obou druhů kvasinek, a měl za následek také zvýšenou syntézu mastných kyselin a triacylglycerolů u S. cerevisiae. V Ramanových spektrech vakuol byl identifikován polyfosfát jako vakuolární marker. Zatímco u S. cerevisiae se jeho množství po hladovění nijak dramaticky nezvýšilo, u C. albicans vzrostlo množství polyfosfátu dvojnásobně. Naše výsledky ukazují, že S. cerevisiae a C. albicans využívají rozdílné strategie pro přežití v případě nedostatku dusíku.

47 Stanovení steroidních hormonů na systému LC- MS/MS Bc. Miroslava Hanžlová (M2) Školitel: MUDr. Ivan Šebesta, CSc. Steroidní hormony jsou lipofilní signální látky, které jsou syntetizovány ve steroidogenních žlázových buňkách kůry nadledvin a pohlavních žláz. V současnosti je popsáno mnoho poruch funkce těchto endokrinních žláz. Pro detailní diagnostiku je důležité stanovení hladin hormonů a prohormonů, které se liší od zdravé populace. Analýza steroidních hormonů má však svá specifika, která spočívají zejména v jejich nízkých koncentracích v krevním séru a existenci pouze velmi malých strukturních rozdílů mezi jednotlivými hormony. Cílem práce bylo navrhnout metodu stanovení steroidních hormonů pomocí kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS) a porovnat ji s rutinně používanými imunoanalytickými metodami. Pomocí LC-MS/MS jsme nyní během jedné analýzy schopni stanovit 13 steroidních hormonů. Podařilo se prokázat, že mobilní fáze (MF) s přídavkem fluoridu amonného je v porovnání s běžně používanou MF s přídavkem mravenčanu amonného vhodnější pro měření a poskytuje vyšší odezvu detektoru. V současnosti vlastní analýze předchází dvoustupňová extrakce kapalina-kapalina, která by měla být do budoucna nahrazena metodou dvourozměrné (2D) LC-MS/MS bez extrakčního kroku. To by zkrátilo celkovou dobu analýzy a usnadnilo zařazení metody do klinické praxe.

48 Vývoj imunochemických metod pro detekci zástupců kathinonů a aminoindanů Bc. Kristina Brhlová (M2) Školitel: Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Člověk je schopen pro své tělesné a materiální potřeby překračovat hranice legislativy i zdravého rozumu. A to i přes riziko ztráty profesních a osobních vztahů nebo trvalého poškození zdraví. Jiné to není v případě užívání nových syntetických drog, které jsou vyráběny jako analoga již zakázaných drog. Nově a zpravidla domácky vyráběné substance nejsou zcela prozkoumány. Často u nich nejsou zjištěny krátkodobé ani dlouhodobé nežádoucí účinky. Proto představují mnohem větší riziko, o kterém uživatel nemusí mít tušení. Přesto jsou atraktivní alternativou díky své snadné dostupnosti, nižší ceně a dočasné bezúhonnosti. Studium struktury, metabolismu a detekce těchto látek je tedy zásadní informací pro legislativní orgány, které mají za cíl bezpečnost a zdraví celé společnosti. Příkladem alarmující situace drogového trhu je bufedron a 5-iodo-2-aminoindan. Cílem této práce je vyvinout detekční imunochemické metody, které budou rychlé, levné a uživatelsky přístupné. Pro vývoj detekční metody ELISA byly vybrány vhodné imobilizační konjugáty, protilátky, pufry a další potřebné podmínky. Dále byla testována křížová reaktivita. Metoda byla sestavena pro 5-iodo-2-aminoindan. Ze sestavené kalibrační křivky byl určen detekční limit 93 ± 10 pg.ml -1 a další parametry metody.

49 Rozlišení mléčných materiálů používaných v historických objektech pomocí hmotnostní spektrometrie Bc. Ondřej Novotný (M2) Školitel: doc. Ing. Mgr. Štěpánka Kučková, Ph.D. Malta je stavební materiál tvořený v základu plnivem, pojivem a vodou. Kvůli zlepšení vlastností malty se, hlavně v závislosti na zeměpisné oblasti a na dostupném materiálu, v průběhu historie používala aditiva (přídavky do 5 % celkové hmotnosti) jako krev, rýžový škrob, vajíčka nebo mléko. V průběhu času se ale přesná technologie přípravy malty nedochovala a dnes syntetické náhražky aditiv nedosahují takové životnosti, nebo kvality, jakou se vyznačují dochované vzorky. Tato práce se zabývá rozlišením proteinů z mléčných aditiv přidávaných do malt. Štěpením pomocí enzymu trypsinu a následným měřením izolovaných peptidů na přístroji MALDI-TOF se pokoušíme analýzou hlavních komponent (PCA) rozlišit od sebe jednotlivá mléčná aditiva, v našem případě plné mléko, kasein, tvaroh a syrovátku. Z důvodu nespecifického štěpení a degradace proteinů, způsobeném alkalickým prostředím v maltě, povětrnostními podmínkami a stárnutím, zkoumáme rozlišení proteinů v referenčních materiálech, v modelových maltách z referenčních materiálů a s reálnými historickými vzorky. Dosavadní výsledky prokázaly možnost spolehlivého rozlišení referenčních materiálů a podobné výsledky očekáváme i u porovnání modelových a historických malt.

50 Vývoj imunochemické metody pro detekci syntetické drogy pyrovaleronu Bc. Monika Kalousková (M2) Školitel: Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Nové syntetické drogy mají velmi podobný psychoaktivní účinek jako nelegální drogy. Tyto látky jsou syntetizovány za účelem obejít stávající legislativu jejich struktura je velmi podobná nelegálním drogám s nepatrnými změnami. Předmětem této studie je vývoj rychlé imunochemické metody pro detekci pyrovaleronu (zástupce syntetických kathinonů). Doposud nebyla vynalezena pro tuto drogu žádná snadná a rychlá screeningová metoda, která by mohla pomoci odhalit tuto látku v oblastech jako je lékařství a policie. Cílem práce je vyvinout nepřímý kompetitivní formát ELISA pro detekci pyrovaleronu. Na základě sestavených titračních křivek pomocí 4 králičích polyklonálních protilátek a dvou imobilizačních konjugátů (RJ3-BSA a RJ3-RSA) byla vybrána přijatelná kombinace protilátky (Pl 298, 2,5 μg/ml) a konjugátu (RJ3-BSA, 50 ng/ml) a sestavena kalibrační křivka. V dalších experimentech byly vybírány příhodné podmínky metody (různé složení pufrů pro protilátky, teplota a doba inkubací). S optimalizovanou metodou bylo dosaženo I 50 0,30 ± 0,08 ng/ml. V navazující práci bude testována specifita použité protilátky v ELISA pomocí křížových interakcí.

51 Biochemie rostlin a ekologie MÍSTO: PROSTORY ÚSTAVU 320 KOMISE doc. Ing. Igor Hochel, CSc. (předseda) Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. RNDr. Jarmila Zídková, CSc. Ing. Zita Purkrtová, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Bára Čížková (M2, Ing. Tomáš Podzimek, Ph.D.) Hledání nespecifických nukleas v křenu selském (Armoracia rusticana) 09:00 Bc. Tatiana Smirnova (M2, doc. Dr. Ing. Hynek Radovan) Zkoumání vlivu abiotických stresů na odpověď plodin s využitím kvantitativní proteomiky 09:00 Nikola Jelenová (B3, Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.) Snižuje genová manipulace ječmene toxicitu způsobenou nepříznivými podmínkami? 09:00 Bc. Lucie Loskotová (M2, Ing. Martin Janda, Ph.D.) Faktory ovlivňující akumulaci kalosy v rostlinách Arabidopsis thaliana 09:00 Bc. Lucie Staňková (M1, Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.) Zavedení metod pro vyhodnocení vlivu abiotického stresu na transgenní rostliny ječmene 09:00 Bc. Tereza Šmrhová (M2, Ing. Michal Strejček, Ph.D.) Vliv sekundárních metabolitů rostlin Helianthus annuus L. na strukturu bakteriálních společenstev v zemině

52 09:00 Bc. Andrea Zubrová (M2, Ing. Jáchym Šuman, Ph.D.) Příprava biosenzorového kmene pro stanovení indukce genu bpha sekundárními metabolity rostlin 09:00 Patricie Niemcová (M1, doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D.) Endofytní mikroorganismy v ochraně rostlin 09:00 Bc. Zuzana Stehlíková (M2, doc. Ing. Lenka Burketová, CSc.) Tvorba kořenových vlásků rostliny Arabidopsis thaliana v interakci s bakterií Pseudomonas syringae 09:00 Bc. Zdeněk Gajdík (M2, doc. Dr. Ing. Zuzana Novotná) Úloha isoforem fosfolipasy D v halotropismu Arabidopsis thaliana vyhlášení výsledků

53 Hledání nespecifických nukleas v křenu selském (Armoracia rusticana) Bc. Bára Čížková (M2) Školitel: Ing. Tomáš Podzimek, Ph.D. Nukleasy jsou enzymy ze třídy hydrolas, které hydrolyticky štěpí fosfodiesterovou vazbu nukleových kyselin. Díky těmto vlastnostem byly u nukleas z různých druhů rostlin testovány a u některých i potvrzeny protinádorové účinky. Cílem této práce je najít a zjistit sekvenci genu kódujícího nukleasu v kořeni křenu selského (Armoracia rusticana), jakožto rostlině využívající se nejen v české tradiční medicíně. Pro získání sekvence genu kódujícího nukleasu byla nejprve využita metoda 3' RACE (Rapid Amplification of cdna ends), která je založená na využití polya sekvence na 3' konci mrna, na kterou nasedá primer oligodt, a druhého genově specifického primeru. Využití této metody vedlo ke vzniku velkého množství produktů, proto byly následně navrženy genově specifické primery na konzervované sekvence, které byly objeveny při porovnání deseti nukleotidových sekvencí nukleas z rostlin z čeledi brukvovitých. Tyto nově navržené primery budou použity k amplifikaci části sekvence genu kódujícího zatím neznámou nukleasu.

54 Zkoumání vlivu abiotických stresů na odpověď plodin s využitím kvantitativní proteomiky Bc. Tatiana Smirnova (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Hynek Radovan Během života jsou rostliny vystaveny různým abiotickým stresům, nejčastěji to bývají nízké a vysoké teploty, osmotický stres, oxidační stres, salinita atd. Během abiotického stresu může docházet k denaturaci proteinů a značnému poškození membrán buněk pletiv rostliny. Ke zvýšení produktivity plodin za nepříznivých podmínek a k rozvoji šlechtění rostlin lze použít ochranné proteiny (např. dehydriny; DHN) jako diagnostické markery působení stresu. Jedná se o proteiny, které patří ke skupině LEA II (late embryogenesis abundant) proteinů, které se akumulují v pozdním stádiu embryogeneze. Kombinaci dvou metod (Western blotu a 2D-DIGE) lze prokázat přítomnost DHN a kvantitativně vyhodnotit jejich obsah v pletivech zkoumaných rostlin. V daném experimentu se ověřoval vliv nízkých teplot nad bodem mrazu na vzorky ozimého ječmene odrůd Cenader a Luxor a vliv sucha na vzorky melounů odrůd Creamson sweet a Sugar baby. Zatím v průběhu experimentů bylo prokázáno, že podstatně více DHN u ječmene lze nalézt u rostlin, které byly vystaveny nízkým teplotám, než u těch, které se pěstovaly za běžných podmínek. V případě melounů nelze přesně stanovit závislost mezi hladinou DHN v kontrolách a po působení abiotického stresu.

55 Snižuje genová manipulace ječmene toxicitu způsobenou nepříznivými podmínkami? Nikola Jelenová (B3) Školitel: Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Světové zemědělství v posledních dekádách reaguje na globální změny a geneticky modifikované plodiny získávají čím dál více na významu. Ovšem na evropském trhu stále panují obavy z jejich konzumace. Hlavním problémem zemědělských plodin jsou plísně, zasolení půdy a sucho. Rostliny jako ochranu před stresem syntetizují sekundární metabolity, které způsobují toxicitu a tím případné nebezpečí pro konzumenty. Rekombinantní produkcí osmoprotektivních a antifungálních proteinů, které aktivují rostlinný imunitní systém, se plodiny lépe připraví na stresové podmínky. Prokázáním, že transgenní rostliny jsou méně toxické po tom, co jsou vystaveny nepříznivým vnějším podmínkám, by mohlo vést k vyvrácení mnohých stereotypů. Jako modelová rostlina byl použit ječmen setý, který byl geneticky upraven pro nadprodukci proteinu osmotin a během pěstování byl vystaven plísni Fusarium a 200mM NaCl. Druhá linie ječmene nadprodukovala peptid limen a byla kultivována v přítomnosti spor plísně Fusarium. V rámci bakalářské práce byly testovány methanolové extrakty obou linií ječmene po vystavení rostlin stresu, a to na třech buněčných liniích HaCaT, HEK 293 a HDF2 v pěti různých koncentracích a pomocí fluorescenční metody byla zjištěna viabilita nenádorových buněk, respektive akutní toxicita extraktů.

56 Faktory ovlivňující akumulaci kalosy v rostlinách Arabidopsis thaliana Bc. Lucie Loskotová (M2) Školitel: Ing. Martin Janda, Ph.D. Kalosa, 1,3-β-glukan, je lineární polysacharid vyskytující se v buněčné stěně rostlin. Kalosa se v rostlině podílí na některých základních biologických procesech, jakým je například dělení buněk. Současně hraje roli v odpovědi rostliny na abiotický či biotický stres. I přes nezpochybnitelnou důležitost kalosy nebyla její akumulace dosud zcela prostudována. V této práci se zaměřujeme na akumulaci kalosy v závislosti na stáří rostliny Arabidopsis thaliana (huseníček rolní). Dále se věnujeme úloze, kterou mají fytohormon kyselina salicylová a enzym kalosasynthasa 12 v akumulaci kalosy závislé na stáří A. thaliana. Za tímto účelem používáme jak divoký typ, tak mutantní rostliny A. thaliana. Analyzujeme semenáčky pěstované za sterilních podmínek a také rostliny pěstované v zemině.

57 Zavedení metod pro vyhodnocení vlivu abiotického stresu na transgenní rostliny ječmene Bc. Lucie Staňková (M1) Školitel: Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Cílem této práce bylo zavést metody pro vyhodnocení vlivu abiotického stresu na transgenní rostliny ječmene (Hordeum vulgare L.) a zejména jejich optimalizace pro robotické zpracování vzorků, která povede ke standardizovanému hodnocení transgenních rostlin. Konkrétně se pracovalo s rostlinami obsahující transgen osmotinu, což je protein, který hraje významnou roli v odolnosti rostlin vůči patogenům a abiotickému stresu. Metody byly zaměřené na optimalizaci a studium biochemických (obsah chlorofylu, proteinů a malondialdehydu) a antioxidačních (enzymová aktivita glutathion reduktasy a askorbát peroxidasy) charakteristik. Mladé rostliny ječmene byly vystaveny abiotickému stresu způsobeného zasolením, kdy byly po čtyři týdny zalévané roztokem soli o koncentraci 0 mm, 150 mm, 300 mm a 450 mm, a stresu suchem, při čemž část rostlin nebyla po dobu čtrnácti dní zalévaná.

58 Vliv sekundárních metabolitů rostlin Helianthus annuus L. na strukturu bakteriálních společenstev v zemině Bc. Tereza Šmrhová (M2) Školitel: Ing. Michal Strejček, Ph.D. Slunečnice roční (Helianthus annuus L.) není jen zemědělskou rostlinou, ale je také často využívána v bioremediačních procesech. Zde se uplatňuje obzvlášť bohatost jejich sekundárních metabolitů, které se liší napříč různými kultivary. Právě přítomnost sekundárních metabolitů v okolí kořenů významně ovlivňuje bakteriální aktivitu a diverzitu v rhizosféře. Navýšení bakteriální aktivity může vyvolat žádoucí efekt odstranění xenogenních látek, které jsou strukturně podobné produkovaným rostlinným metabolitům. Cílem této práce je pomocí metagenomických nástrojů zmapovat změny ve struktuře bakteriálních společenstev v zemině při simulovaném rozpadu kořenů odlišných kultivarů Slunečnice roční. Vybráno bylo 9 odlišných kultivarů, které byly hydroponicky pěstovány do dosažení stáří 65 dní. Kořeny těchto rostlin byly podrobeny analýze sekundárních metabolitů pomocí hmotnostní spektrometrie. Dle výsledků složení kořenů byla s vybranými kultivary zahájena simulace rozpadu kořenů v laboratorních mikrokosmech se zeminou. Z mikrokosmů bude v průběhu experimentu odebráno několik odběrů v čase 0 50 dní. Tyto odběry budou podrobeny izolaci totální DNA, amplifikaci genu pro 16S rrna a charakterizaci pomocí molekulárních metod za účelem dosažení vytčených cílů.

59 Příprava biosenzorového kmene pro stanovení indukce genu bpha sekundárními metabolity rostlin Bc. Andrea Zubrová (M2) Školitel: Ing. Jáchym Šuman, Ph.D. Od roku 1966, kdy byly polychlorované bifenyly (PCB) poprvé popsány jako globálně rozšířené polutanty životního prostředí, jsou intenzivně studovány možnosti jejich odstranění. Bakteriální gen bpha kóduje první a klíčový enzym kometabolické degradace PCB bifenyl-2,3-dioxygenasu, zodpovědnou za aktivaci jinak persistentního aromatického kruhu. PCB vykazují strukturní analogii se sekundárními metabolity rostlin (SMR), jež jsou přirozenou součástí rhizosféry. Několik studií již poukázalo na to, že některé SMR mohou významně zvyšovat indukci genú bph v půdních bakteriích. Tato práce se zabývá konstrukcí biosenzorového kmene půdní bakterie Pseudomonas alcaliphila JAB1, umožňující určení míry indukce genu bpha látkami z řady SMR a napomoci tak objasnění interakcí v systému půdní bakterie-rostliny. Biosenzorový kmen JAB1 je připravován dvěma způsoby. První byl proveden zařazením reportérového genu egfp do chromozomu homologní rekombinací pomocí systému λ- Red. V druhém případě byl do bakterie elektroporací vpraven plasmid pro extrachromozomální koexpresi bpha a egfp. Takto připravené biosenzorové kmeny budou následně exponovány SMR a míra indukce genu bpha těmito sloučeninami bude určena fluorimetricky.

60 Endofytní mikroorganismy v ochraně rostlin Patricie Niemcová (M1) Školitel: doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Zemědělství je majoritním producentem plodin dnešní populace. Zvýšená poptávka vede k využívání velkého množství chemických pesticidů a dalších opatření, které vedou k narušování ekosystému. Jednou z možností alternativního řešení je využití endofytních bakterií jako metodu biologické kontroly. Vybrané bakteriální izoláty izolované z řepky, z listů a kořenů topolu a ze zeminy byly identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI TOF. Obsahem práce bylo zjištění antifungální aktivity vůči vybraným mikromycétním houbám (Sclerotinium sclerotiorum, Trichoderma harzianum, Rhizoctonia solani, Sphaerodes simicola, Fusarium oxysporum) metodou duálního růstového testu. Další problematikou bylo ověření účinnosti antifungální aktivity endofytních izolátů proti rostlinnému patogenu Leptosphaeria maculans napadající čeleď Brassicaceae, které probíhalo měřením relativní fluorescence geneticky upraveného patogenu.

61 Tvorba kořenových vlásků rostliny Arabidopsis thaliana v interakci s bakterií Pseudomonas syringae Bc. Zuzana Stehlíková (M2) Školitel: doc. Ing. Lenka Burketová, CSc. V odpovědi na různé environmentální stresy zintenzivňují rostliny růst kořenových vlásků. Velmi dobře popsán je pozitvní efekt na kořenové vlásky při styku rostliny s rhizobakteriemi, které podporují růst rostlin. Doposud ovšem nebyl testován vliv patogenních bakterií na růst kořenových vlásků. V naší práci jsme použili modelový patosystém Arabidopsis thaliana x Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (P. syringae). Rostliny A. thaliana kultivované za sterilních podmínek jsme ošetřili suspensí obsahující P. syringae. Takto ošetřené rostliny vykazují stimulaci růstu kořenových vlásků. Zjistili jsme, že ošetření dalšími bakteriemi, jako jsou E.coli a A. tumefaciens vyvolává též stimulaci růstu kořenových vlásků. Rostliny na napadení patogeny reagují aktivací svého sofistikovaného imunitního systému, jehož významnou součástí jsou signální dráhy fytohormonů kyselin salicylové, jasmonové a etylénu. Zajímala nás role těchto drah při stimulaci kořenového vlášení. Ukázalo se, že dominantní roli v regulaci růstu kořenových vlásků má ethylen. Naše data ukazují, že nejen bakterie podporující růst mohou stimulovat kořenové vlášení, ale že se jedná o obecný fenomén spuštěný při interakci rostlin s bakteriemi.

62 Úloha isoforem fosfolipasy D v halotropismu Arabidopsis thaliana Bc. Zdeněk Gajdík (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Zuzana Novotná Rostliny musí během celého životního cyklu čelit nejrůznějším změnám prostředí (změny světla, teploty, množství vody, zasolení, napadení patogenem atd.). Sůl jako abiotický stresor negativně ovlivňuje růst rostlin a tím i jejich produktivitu. Byla popsána řada mechanismů, kterými se rostlina brání zasolení. V této práci se zabýváme halotropismem, což je zahýbání kořene z oblasti o vyšší koncentraci soli do oblasti s nižší koncentrací. Současné modely naznačují, že sůl indukuje produkci jedné ze signálních molekul, kterou je kyselina fosfatidová (PA). Ta vzniká hydrolýzou membránových fosfolipidů, na které se podílí fosfolipasa D (EC , PLD). U modelové rostliny Arabidopsis thaliana bylo popsáno dvanáct isoforem PLD lišících se primární strukturou (PX-PH PLD a C2-PLD) i biochemickými vlastnostmi. Konkrétní isoformy C2-PLD ani mechanismus, jakým by se tyto isoformy mohly účastnit halotropismu nejsou dosud známy. Cílem práce bylo najít nejvhodnější experimentální podmínky pro studium halotropismu kořene rostlin Arabidopsis thaliana divokého typu a homozygotních mutantních linií pldα, pldδ a pldζ. Nejvhodnějším uspořádáním bylo přesazení pětidenních semenáčků 1 cm nad rozhraní gelu obsahujícího 400 mm NaCl.

63 Biologicky aktivní látky MÍSTO: PROSTORY ÚSTAVU 320 KOMISE doc. Dr. Ing. Radovan Hynek (předseda) Ing. Hana Michová, Ph.D. Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Ing. Jiří Šantrůček, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Anna Pershina (M2, Doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D.) Mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů 09:00 Bc. Veronika Sucháňová (M2, Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D.) Antimikrobiálna fotodynamická terapia pomocou organokovových zlúčenín a materiálov 09:00 Bc. Hana Kratochvilová (M2, Ing. Hana Stiborová, Ph.D.) Dlouhodobý vliv různých typů hnojení na půdní mikrobiom 09:00 Bc. Simona Janičová (M2, doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D.) Izolácia biologicky aktívných látok rastliny Magnolia obovata 09:00 Bc. Maria Kuzmina (M2, Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D.) Testování potenciální antidiabetické a protizánětlivé aktivity syntetických a přírodních látek 09:00 Bc. Jana Kvízová (M2, Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.) Konjugace cyproteron acetátu s fotosensitizéry za účelem cílené léčby rakoviny prostaty

64 09:00 Bc. Sandra Pšeničková (M2, Ing. Petr Kaštánek, Ph.D.) Antimikrobiální účinky extrahovaných látek z mikrořas a sinic 09:00 Bc. Kristýna Káňová (M2, prof. Ing. Tomáš Macek, CSc.) Metabolity II. fáze derivátů kvercetinu: srovnávací studie 09:00 Bc. Barbora Hlaváčová (M2, Ing. Jáchym Šuman, Ph.D.) Indukce genu pro bifenyl-2,3-dioxygenasu v půdní bakterii Pseudomonas alcaliphila sekundárními metabolity rostlin 09:00 Bc. Veronika Horáková (M2, doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D.) Vliv oomycetního mycelia na biodegradaci polycyklických aromatických uhlovodíků vyhlášení výsledků

65 Mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů Bc. Anna Pershina (M2) Školitel: Doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Polyhydroxyalkanoáty jsou netoxické, biokompatibilní, biologicky odbouratelné termoplasty, které mohou být vyrobeny z obnovitelných zdrojů. Vysoký stupeň polymerace, optická aktivita a nerozpustnost ve vodě dělají PHA vysoce konkurenceschopné vůči polypropylenu či jiným plastům. Existuje však překážka pro velkoobjemovou produkci PHA, a to je jejich výrobní cena, která se v prvé řadě odvíjí od použitého zdroje uhlíku při kultivaci produkčních bakterií. Proto je snaha poměrně drahé substráty nahradit levnými odpadními materiály nebo vedlejšími produkty zemědělské a potravinářské výroby, které by zvýšily konkurenceschopnost PHA. Cílem této práce byl screening PHA - produkčních schopností bakteriálních izolátů v závislosti na čase. Bakteriální izoláty byly kultivovány v LB (24 hod, 28 C) a E2 médiu (3 a 7 dní, 28 C). Dále byla sledována produkce PHA u tří izolátů v průběhu 5 dní při kultivaci na LB médiu při 28 C. Identifikace 10 izolátů byla provedena pomocí MALDI-TOF MS.

66 Antimikrobiálna fotodynamická terapia pomocou organokovových zlúčenín a materiálov Bc. Veronika Sucháňová (M2) Školitel: Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Fotodynamická terapia (PDT) je metóda liečby nádorových ochorení a povrchových infekcií. Spôsobuje poškodenie cieľových buniek na základe interakcie inak neškodného fotosenzibilizátora a viditeľného svetla. Fotosenzibilizátor je chemická látka, ktorá reaguje na expozíciu svetlom vznikom singletového kyslíka a voľných kyslíkových radikálov. V tejto práci boli skúmané antimikrobiálne vlastnosti molybdénového klastru KK671 a vrstiev oxidu titaničitého (TiO 2 ) proti baktériám Pseudomonas aeruginosa a Enterococcus faecalis. Boli uskutočnené dva typy experimentov. Látka KK671 bola pridaná do bakteriálnej suspenzie, ktorá bola následne osvietená modrým svetlom. V druhom type experimentov bol najprv na vrstve TiO 2 kultivovaný bakteriálny biofilm, ktorý bol na druhý deň osvietený halogénovým svetlom. V oboch prípadoch bol zaznamenaný dramatický úbytok bakteriálnej populácie v porovnaní s kontrolou. Výsledky naznačujú, že fotosenzitívne látky by mohli mať antimikrobiálne vlastnosti a môžu byť využité na liečbu kožných ochorení a sterilizáciu medicínskych a priemyselných zariadení.

67 Dlouhodobý vliv různých typů hnojení na půdní mikrobiom Bc. Hana Kratochvilová (M2) Školitel: Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Dlouhodobé hnojení zemědělských půd může ovlivnit půdní mikrobiální společenství a tedy i aktivitu extracelulárních enzymů, které se podílejí na rozkladu organických látek. Cílem této práce je stanovit vliv různých typů hnojení na i) aktivitu enzymů, a na ii) počet funkčních genů pro enzymy účastnící se koloběhu dusíku. Pro měření byly použity vzorky z lokality Humpolec periodicky hnojené již od roku 1996 i) odpadním kalem, ii) trojnásobným množstvím odpadního kalu, iii) statkovým hnojem, iv) minerálním hnojivem (NPK) a v) kontrola bez hnojení. Pro srovnání biologické aktivity půd byly vybrány 4 extracelulární enzymy: β glukosidasa, β xylosidasa, kyselá fosfatasa a β N acetylhexosaminidasa. Kinetika enzymových reakcí byla měřena pomocí fluorogenních substrátů a ze získaných závislostí byly vypočítány kinetické parametry K M a V max. Dále bude provedena statistická korelace těchto parametrů s fyzikálněchemickými parametry jednotlivých půd. Počet funkčních genů bude stanoven metodou qpcr a to pomocí absolutní i relativní kvantifikace (vztaženo na gen pro 16S rrna). TA klonováním byl připraven standard genu nosz, který kóduje katalytickou podjednotku reduktasy oxidu dusného. Dále budou připraveny standardy pro nitrát reduktasu (narg), fixaci dusíku (nifh) a oxidaci amoniaku (amoa).

68 Izolácia biologicky aktívných látok rastliny Magnolia obovata Bc. Simona Janičová (M2) Školitel: doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. V súčasnosti dochádza k rastúcemu záujmu o terapeutické využitie prírodných produktov pochádzajúcich z rastlín. Tieto rastliny syntetizujú sekundárne metabolity, ktoré majú širokú štruktúrnu rozmanitosť a sú považované za dôležité zdroje, ktoré majú potenciál pri výrobe farmaceutických prípravkov. Bohatým zdrojom biologicky aktívnych látok je rod Magnolia, ktorej výťažky sú súčasťou kozmetických prípravkov, parfumov a doplnkov stravy vhodných pre zachovanie psychickej rovnováhy. V praxi sa doposiaľ využívajú extrakty získané zo sušenej a rozdrvenej kôry, u ktorej bol popísaný antiseptický, antioxidačný, anxiolitycký, protizápalový a protirakovinový účinok. Cieľom našej práce bolo pripraviť extrakty z listov, kvetného obalu a pohlavných častí rastliny Magnolia obovata a stanoviť u nich biologickú aktivitu. U získaných extraktov bola testovaná antimikrobiálna aktivita na baktériách a kvasinkách s využitím diskovej difúznej metódy a spektrofotometrického merania rastu. Na základe doterajších testovaní, sme dospeli k záveru, že kvety a listy by mohli v porovnaní s kôrou rastliny predstavovať alternatívny a obnoviteľný zdroj biologicky aktívnych látok.

69 Testování potenciální antidiabetické a protizánětlivé aktivity syntetických a přírodních látek Bc. Maria Kuzmina (M2) Školitel: Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Zánět představuje typickou obrannou reakci organismu, se kterou se každý z nás během svého života několikrát setká. Jedná se o komplexní biologickou odpověď na přítomnost patogenu a poškození tkáně. Zatímco akutní zánět pomáhá k překonání infekce a zhojení tkáně, chronický zánět je patologický jev, který stojí za vznikem mnoha chorob včetně diabetu typu II. Tato práce se zabývá testováním vlivu laktátového aniontu, ph a doby jejich expozice. Jako aktivátor zánětu byl použit bakteriální lipopolysacharid, který interaguje s makrofágy a vyvolává produkci dusíkatých a kyslíkových radikálu a zároveň též cytokinů. Produkce reaktivních kyslíkových/dusíkatých sloučenin byla měřena spektrofotometricky s využitím Griessovy metody a NBT (Nitroblue Tetrazolium) testu. Dosavadní výsledky ukazují, že krátkodobá expozice laktátového aniontu podobně jako lehce snížené ph vykazují protizánětlivé účinky, zatímco dlouhodobá expozice účinkuje prozánětlivě.

70 Konjugace cyproteron acetátu s fotosensitizéry za účelem cílené léčby rakoviny prostaty Bc. Jana Kvízová (M2) Školitel: Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Cyproteron acetát (CPA) je antiandrogen využívaný k léčbě rakoviny prostaty, kterou však doprovází řada nežádoucích účinků. Ty se dají minimalizovat systematickou léčbou. Příkladem takové léčby je fotodynamická terapie (PDT) založená na aplikaci fotosenzitizéru (PS), který může být navíc specificky cílen, a tak se přednostně akumuluje v nádorové tkáni. Po aktivaci světlem vyvolává PS vznik reaktivních forem kyslíku destruujících nádor. V buňkách rakoviny prostaty je nadexprimován gen pro androgenní receptor (AR), na který se CPA specificky váže, můžeme ho tak využít k cílení PS do nádorových buněk. Cílem práce bylo studium intracelulární lokalizace a fototoxicity konjugátů CPA s BODIPY a purpurinem 18. Použita byla fluorescenční mikroskopie živých buněk s komerčně dostupnými značkami buněčných organel. Dále byla stanovena toxicita konjugátů in vitro bez fotoaktivace a po aktivaci světlem. Konjugát CPA s purpurinem 18 (4) vykazoval vyšší inhibici proliferace buněk PC-3 (IC 50 =0,4 µmol l -1 ) i LNCaP (IC 50 =0,05 µmol l -1.) oproti samotnému purpurinu 18 a na rozdíl od konjugace s BODIPY (8). Látka 4 se lokalizovala v endoplazmatickém retikulu a mohla by mít potenciální využití v PDT, a to zejména díky její vysoké akumulaci v nádorových buňkách a velké fototoxicitě.

71 Antimikrobiální účinky extrahovaných látek z mikrořas a sinic Bc. Sandra Pšeničková (M2) Školitel: Ing. Petr Kaštánek, Ph.D. Mikrořasy mohou být zdrojem pigmentů, polynenasycených mastných kyselin, polysacharidů, vitamínů, antioxidantů a antimikrobiálních látek, a proto je jejich biomasa využívána v potravinářství, kosmetice a nově také v medicíně. Cílem této práce bylo sledovat antimikrobiální aktivitu vodných, ethanolových a propylenglykolových extraktů mikrořas proti vybraným patogenním bakteriím. Pro testování antimikrobiálních účinků extraktů látek z mikrořas byla použita difúzní metoda, podle které byly vybrány extrakty s vyšší inhibiční aktivitou. Pro další testování byly vytvořeny extrakty z vybraných mikrořas ve větším množství. U takto vytvořených extraktů byla sledována antimikrobiální aktivita v různých koncentracích extraktů mikrořas. Na základě počátečního testování byly vybrány ethanolové extrakty látek získaných z mikrořas Chlorella vulgaris, Arthrospira maxima, Scenedesmus sp. a Trachydiscus minutus.

72 Metabolity II. fáze derivátů kvercetinu: srovnávací studie Bc. Kristýna Káňová (M2) Školitel: prof. Ing. Tomáš Macek, CSc. Rostlinné polyfenoly a především flavonoidy jsou sekundárními metabolity rostlin s vysokou biologickou aktivitou a příznivými účinky na lidské zdraví. V lidském těle však vykazují nízkou biodostupnot a jsou rychle metabolizovány převážně konjugačními reakcemi jako je sulfatace. Sulfáty kvercetinu a jeho derivátů jsou důležité autentické standardy pro metabolické studie. Důležitá je tedy optimalizace jejich přípravy a purifikace v laboratorních podmínkách. Sulfáty luteolinu, myricetinu a ampelopsinu byly připraveny za pomocí enzymu arylsulfotransferasy z Desulfitobacterium hafniense heterologně exprimované v E. coli. Takto připravené mono- a disulfáty byly podrobeny HPLC, MS a NMR analýze a následně byly testovány na schopnost zhášet DPPH (1,1- difenyl-2-pikrylhydrazyl), ABTS (2,2 -azinobis-(3-etylbenzotiazolin-6-sulfonová kyselina)) a DMPD + (N,N-dimethyl-p-fenylendiamin) radikál, a také na schopnost redukce železitých iontů v porovnání s výchozími látkami. Jednotlivé metabolity se v aktivitě výrazně lišily a tento rozdíl byl pozorován také u jednotlivých isomerů monosulfátů. Výsledky testů tedy potvrzují, že sulfatace výrazně ovlivňuje biologickou aktivitu luteolinu, myricetinu a ampelopsinu.

73 Indukce genu pro bifenyl-2,3-dioxygenasu v půdní bakterii Pseudomonas alcaliphila sekundárními metabolity rostlin Bc. Barbora Hlaváčová (M2) Školitel: Ing. Jáchym Šuman, Ph.D. Schopnost bakterie přežít v daném prostředí se výrazně zvyšuje, pokud je schopna utilizovat netradiční zdroje uhlíku. Na druhou stranu se však také musí bránit vlivu toxických látek, které se v prostředí vyskytují. Ideální je tyto dvě schopnosti spojit a toxickou sloučeninu rozložit na látky, jež je bakterie schopna využít pro svou výživu. Další výhodou je, tentokrát už ne pro bakterii, pokud je touto toxickou sloučeninou nějaký organický polutant, který je tak díky bakteriální degradaci z prostředí odstraňován. Příkladem podobného propojení je například bakterie Pseudomonas alcaliphilla JAB1, izolovaná z půdy z Jablonného nad Orlicí kontaminované polychlorovanými bifenyly (PCB). Kmen JAB1 je schopen degradovat PCB pomocí metabolické dráhy kódované tzv. bph operonem. Mezi induktory této dráhy patří bifenyl, což je ale, stejně jako PCB, látka antropogenního původu. Jak je možné, že degradace probíhá i v prostředí, kde bifenyl přítomen není? Odpověď lze nalézt výše a sice, že tato biodegradační dráha byla původně vyvinuta pro detoxifikaci sekundárních metabolitů rostlin (SMR). Cílem výzkumu je ověření této hypotézy a nalezení SMR, které budou indukovat expresi genů bifenylového operonu lépe než bifenyl. Výzkum může nalézt aplikaci nejen v dekontaminaci oblastí znečištěných PCB.

74 Vliv oomycetního mycelia na biodegradaci polycyklických aromatických uhlovodíků Bc. Veronika Horáková (M2) Školitel: doc. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) patří mezi široce rozšířené kontaminanty životního prostředí. Vzhledem k jejich hydrofobnímu charakteru mají sníženou biologickou dostupnost, což negativně ovlivňuje jejich biodegradaci. Cílem práce je potvrzení hypotézy o vlivu Pythium oligandrum na zvýšení biologické dostupnosti PAU a jeho účinku na pohyblivost bakterií schopných degradovat PAU. Z kontaminované zeminy na médiu s fenantrenem jako jediným zdrojem uhlíku bylo získáno 9 bakteríálních izolátů potencionálně schopných degradovat PAU. Na základě testu v médiu s nízkou koncentrací agaru byly tři z těchto izolátů určeny jako nepohyblivé. Pohyblivé izoláty patří na základě identifikace MALDI-TOF MS do řádu Burkholderiales. Byly stanoveny kultivační podmínky vhodné, jak pro růst oomycety Pythium oligandrum, tak pro degradaci PAU izoláty. Za těchto podmínek byly provedeny duální testy izolátů a oomycety Pythium oligandrum, které prokázaly, že nedochází k inhibici růstu mezi Pythium oligandrum a žádným z izolátů. V další práci bude u izolátů stanovena účinnost degradace fenantrenu a směsi vybraných PAU, jejichž koncentrace bude stanovována HPLC DAD. S vybranými izoláty s různou pohyblivostí bude dále proveden test degradace fenantrenu a směsi PAU v přítomnosti Pythium oligandrum.

75 Interakce proteinů a metabolismus MÍSTO: PROSTORY ÚSTAVU 320 KOMISE doc. Dr. Ing. Zuzana Novotná (předseda) Ing. Blanka Vrchotová, Ph.D. Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Ing. Tomáš Podzimek, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Nikola Vrzáčková (M2, Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D.) Metabolismus glutaminu a odpověď na stres v nádorovém prostředí 09:00 Bc. Anna Zmeškalová (M2, prof. Ing. Martin Fusek, CSc.) Nové lipidizované analogy anorexigenního peptidu uvolňujícího prolaktin 09:00 Bc. Veronika Todorovová (M2, doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D.) Efekt vybraných mutací kapsidového proteinu M-PMV na jeho životní cyklus 09:00 Bc. Martina Lustová (M2, Ing. Petra Junková, Ph.D.) Interakce matrixového proteinu HIV-1 s fosfolipidy buněčné membrány 09:00 Bc. Radim Novotný (M2, Ing. Jan Prchal, Ph.D.) Hledání nových interakčních partnerů matrixového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru 09:00 Bc. Jakub Sýs (M2, Ing. Petra Junková, Ph.D.) Interakce mezi matrixovým proteinem a cytoplasmatickou doménou polyproteinu Env Mason-Pfizerova opičího viru 09:00 Bc. Barbora Teplá (M2, doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D.)

76 Význam signální dráhy ERK v dlaždicových karcinomech hlavy a krku 09:00 Bc. Soňa Šimková (M2, Ing. Jan Lipov, Ph.D.) Mechanismus vazby a působení nových syntetických drog a jejich prekursorů na dopaminové receptory vyhlášení výsledků

77 Metabolismus glutaminu a odpověď na stres v nádorovém prostředí Bc. Nikola Vrzáčková (M2) Školitel: Ing. Jaroslav Zelenka, Ph.D. Nádorová onemocnění představují druhou nejčastější příčinu úmrtí ve světě. Při transformaci nenádorové buňky na buňku nádorovou dochází k podstatné změně v buněčném metabolismu. Hlavní úlohu v tomto boji o přežití hrají zásoby nutrientů, v čele se dvěma nejdůležitějšími energetickými a stavebními zdroji, glukosou a glutaminem. Tato práce se zaměřuje na druhý z těchto metabolitů, glutamin, na jehož roli v nádorové buňce nespecificky cílí léčivo, běžně používané pro léčbu akutní lymfoblastické leukémie, asparaginasa. Na lidských nádorových liniích adenokarcinomu pankreatu PaTu, karcinomu děložního čípku HeLa a kontrolní nenádorové linii fibroblastů HDF byl studován vliv glutaminu, konkrétně jeho akutní a chronické deplece. Po čtyřdenní kultivaci buněk a následném vystavení zvýšenému oxidačnímu stresu aplikací peroxidu vodíku byla s využitím resazurinu měřena viabilita buněk. Z naměřených dat vyplývá, že již akutní deplece glutaminu zásadním způsobem snižuje odolnost buněk vůči oxidačnímu stresu. Této skutečnosti by mohlo být využito při terapii chemo/radioresistentních solidních tumorů.

78 Nové lipidizované analogy anorexigenního peptidu uvolňujícího prolaktin Bc. Anna Zmeškalová (M2) Školitel: prof. Ing. Martin Fusek, CSc. Obezita je častou metabolickou poruchou, ovlivňující několik dalších životně nebezpečných nemocí, včetně diabetes mellitus typu 2, hypertenze a aterosklerózy. Několik studií také ukazuje, že pacienti s diabetem mají o % zvýšenou pravděpodobnost výskytu Alzheimerovy choroby a naopak. Jelikož se výskyt obezity stále zvyšuje, bylo by užitečné najít účinnou neinvazivní terapii. Zajímavou metodou pro léčbu obezity by mohly být centrálně uvolňované a působící anorexigenní neuropeptidy, nicméně jejich dodání z periferie do mozku je komplikované, jelikož tyto peptidy mají nízkou stabilitu a limitovaný prostup skrze hemato-encefalitickou bariéru a není je proto možné podávat periferně. Jednou z modifikací, která může vést k lepší prostupnosti přes hemato-encefalickou bariéru, je lipidizace peptidů. Cílem této práce je farmakologická charakterizace nových stabilních lipidizovaných analogů anorexigenního peptidu uvolňujícího prolaktin (PrRP) a to jak z hlediska vazby na receptor a signalizace v in vitro testech na buňkách s receptorem GPR10 a na neurálních buňkách SY5Y, tak z hlediska příjmu potravy u myší v in vivo testech. Zároveň probíhá měření apoptotických účinků u buněk SY5Y po působení methylglyoxalu a vliv analogů PrRP na apoptozu, případně jejich neuroprotektivní účinky.

79 Efekt vybraných mutací kapsidového proteinu M- PMV na jeho životní cyklus Bc. Veronika Todorovová (M2) Školitel: doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D. Předpokladem pro vývoj nových inhibitorů skládání retrovirové částice je detailní znalost její struktury, díky níž mohou být vytipovány aminokyseliny důležité pro proteinproteinové interakce v rámci částice. Tyto interakce jsou zprostředkované především aminokyselinami v kapsidovém proteinu viru (CA), který je tvořen dvěma doménami, N- terminální doménou (NTD) a C-terminální doménou (CTD). Na základě struktury NTD CA proteinu Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV) byly určeny aminokyseliny, které by se na proteinových interakcích v částici měly podílet. Nejprve byly připraveny DNA konstrukty kódující proteiny nesoucí mutace vybraných aminokyselin NTD CA pro přípravu strukturních proteinů v bakteriálních buňkách a pro následné studium tvorby částic z těchto proteinů in vitro. Poté byly připraveny odpovídající DNA konstrukty kódující celovirový genom, které byly využity pro transfekci vhodných buněk tkáňových kultur pro sledování vlivu mutací na životní cyklus viru. Zjistili jsme, že některé z mutací vybraných aminokyselin CA proteinu ovlivňují morfologii částic M-PMV a infektivitu tohoto viru a jsou tedy velmi významné pro jeho životní cyklus.

80 Interakce matrixového proteinu HIV-1 s fosfolipidy buněčné membrány Bc. Martina Lustová (M2) Školitel: Ing. Petra Junková, Ph.D. Matrixový protein (MA) tvořící N-terminální doménu polyproteinu Gag hraje u viru HIV významnou roli při transportu polyproteinu Gag k buněčné membráně. MA též zajišťuje interakci s membránou, čímž je iniciována tvorba virových částic a jejich pučení z hostitelské buňky. V předchozích studiích bylo zjištěno, že pro vazbu MA na membránu je zásadní jeho myristoylace a interakce vysoce bazického regionu s fosfatidylinositol- 4,5-bisfosfátem (PI-4,5-P 2 ). K vazbě též přispívá fosfatidylserin (PS). Tato práce je zaměřena na odhalení interakčního rozhraní mezi MA a PS. Metodou povrchového mapování, která je založena na detekci specifických kovalentních modifikací dostupných aminokyselin prostřednictvím hmotnostní spektrometrie, jsou studovány změny povrchové dostupnosti vybraných aminokyselin (lysin, tryptofan a tyrosin) po vazbě MA na liposomy obsahující PS. Změny v dostupnosti po interakci s liposomy byly detekovány u lysinů a tryptofanů, což může značit jejich možné zapojení do interakce s PS. V případě lysinů byly, stejně jako u liposomů obohacených o PI-4,5-P 2, detekovány změny v první bazické oblasti, avšak interakce mezi lysiny a PS se nezdá být tak specifická jako v případě PI-4,5-P 2. Naproti tomu výsledky modifikací tyrosinů neposkytují indicie o jejich zapojení do interakce.

81 Hledání nových interakčních partnerů matrixového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru Bc. Radim Novotný (M2) Školitel: Ing. Jan Prchal, Ph.D. Masonův-Pfizerův opičí virus (M-PMV) je retrovirus a důležitý modelový organismus pro studium životního cyklu retrovirů. V jeho životním cyklu hraje klíčovou roli N-terminální doména Gag polyproteinu, matrixový protein (MA), který zprostředkovává transport nezralé virové částice uvnitř buňky a její následnou interakci s buněčnou membránou. Většina retrovirových MA je N-terminálně myristoylována. Myristoyl slouží jako signál pro cílení virové částice k membráně a jako kotva pro interakci s membránou. Nalezení nových proteinů hostitelské buňky interagujících s MA by mohlo přispět k bližšímu objasnění procesu transportu uvnitř hostitelských buněk a interakce s buněčnou membránou. V rámci této práce byl proveden s myristoylovaným a nemyristoylovaným MA GST-pulldown proti lyzátům buněk linií COS-1, HeLa a HEK 293T. Interagující proteiny byly identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie. Z analýzy vzešel jako zajímavý interakční partner vakuolární třídící protein 28 (VPS28). Jedná se o jednu ze tří podjednotek komplexu ESCRT-I, který hraje nezbytnou roli v řadě procesů včetně pučení virů. VPS28 byl připraven rekombinantně a jeho interakce s MA je ověřována pomocí NMR spektroskopie.

82 Interakce mezi matrixovým proteinem a cytoplasmatickou doménou polyproteinu Env Mason- Pfizerova opičího viru Bc. Jakub Sýs (M2) Školitel: Ing. Petra Junková, Ph.D. Mechanismus transportu a uvolňování nových virových částic spočívá u viru lidské imunodeficience (HIV) v interakci matrixového proteinu (MA) s cytoplazmatickou doménou polyproteinu Env (CT). U Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV), který se ve zmíněných mechanismech od HIV odlišuje, nebyla daná interakce dosud prokázána. Dosavadní studie však naznačují, že i u M-PMV může tato interakce hrát roli ve virovém transportu uvnitř hostitelské buňky. V rámci naší studie byla využita metoda in vitro proteinového prokřižování s následnou hmotnostně-spektrometrickou analýzou, která umožňuje detekci a identifikaci prokřížených peptidů. Detekce prokřížených peptidů pocházejících současně z MA a CT by tak nejen potvrdila interakci těchto dvou proteinů, ale též přispěla k odhalení oblastí, které jsou za interakci zodpovědné. Na základě získaných dat byla prokázána přítomnost obou proteinů v jednotlivých analyzovaných zónách. Pomocí softwaru StavroX však nebyly nalezeny žádné relevantní signály prokřížených peptidů. Z dosavadních výsledků tedy není možné usuzovat, zda k dané interakci opravdu dochází. V budoucnu bude proto studována interakce také mezi dalšími formami zmíněných proteinů či budou využity jiné softwary pro spolehlivé vyhodnocení dat.

83 Význam signální dráhy ERK v dlaždicových karcinomech hlavy a krku Bc. Barbora Teplá (M2) Školitel: doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D. Nádory postihující epiteliální tkáň hlavy a krku (HNSCC) jsou 6. nejčastějším typem rakoviny na světě s každoročním nárůstem o nových případů a s více než 50% mortalitou. Nepříznivým faktorem je i to, že se jedná o heterogenní skupinu nádorů, která se liší patogenezí, lokalizací, biologií a léčbou. Mezi hlavní rizikové faktory patří kouření, alkohol a HPV infekce. HPV status je významným prognostickým faktorem, díky němuž lze onemocnění rozdělit na dvě skupiny. Skupina HPV pozitivních nádorů, která je charakteristická pro mladší sexuálně aktivní ženy, má výrazně lepší prognózu, zatímco HPV negativní nádory jsou typické pro muže nad 60 let, kteří kombinují kouření a pití alkoholu a mají obecně horší prognózu. Pro zlepšení prognostických postupů a navržení nových typů léčby je nutné identifikovat nové cíle, které podmiňují vznik tohoto onemocnění, Tato práce má za cíl popsat možný vliv signální dráhy ERK, zvláště pak proteinkináz ERK1 a ERK2, na vznik a vývoj HNSCC. Analýzou expresních profilů bylo zjištěno, že 80 % nádorů má sníženou hladinu proteinkinázy ERK1, ale ne ERK2, což naznačuje, že by proteinkináza ERK1 mohla mít tumor-supresorovou funkci. Pro ověření této hypotézy jsou prováděny expresní profily ve vzorcích nádorové tkáně a buněčných linií odvozených od HNSCC.

84 Mechanismus vazby a působení nových syntetických drog a jejich prekursorů na dopaminové receptory Bc. Soňa Šimková (M2) Školitel: Ing. Jan Lipov, Ph.D. V posledných rokoch sa na trhu objavuje čím ďalej tým viac nových syntetických drog. Dôvodom je snaha vyrobiť psychoaktívne látky, ktoré by boli legálne. Tieto látky sa často vyrábajú z už existujúcich liečiv či drog pozmenením ich štruktúry, čím sa stávajú legislatívou nepostihnuteľné. S rastúcim počtom prípadov ich zneužitia preto rastie aj dopyt po efektívnej metóde ich štúdia. Keďže syntetické drogy a ich prekurzory účinkujú prostredníctvom interakcie s receptormi spojenými s G-proteínom, cieľom tejto práce je zistiť, na ktoré receptory konkrétne tieto látky pôsobia. Práve za týmto účelom sme vytvorili bunkovú líniu produkujúcu dopamínové receptory D1 a D2 použitím reportérového systému TANGO. Pretože tento systém funguje na princípe aktivácie prepisu reportérového génu pre luciferázu vždy pri naviazaní látky na receptor, sme schopní jednoznačne určiť interakciu medzi neznámou látkou a dopamínovým receptorom. S použitím navrhnutého systému bude možné dosiahnuť náš hlavný cieľ, ktorým je otestovanie knižnice látok s neznámym cieľovým receptorom.

85 Klinická biochemie MÍSTO: PROSTORY ÚSTAVU 320 KOMISE doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. (předseda) Ing. Petra Junková, Ph.D. Ing. Jan Sácký, Ph.D. PharmDr. Jindřiška Angelini, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Klára Žofie Janoušková (M2, MUDr. Ivan Šebesta, CSc.) Buněčné linie s deficitem interferonového receptoru lambda 1 jako nástroj pro studium signalizace interferony lambda 09:00 Bc. Lucia Fehérová (M2, Ing. Petr Svoboda) Príprava bunkovej línie produkujúcej visfatin s mutáciou H247A pre overenie vplyvu fosforylácie na jeho enzýmovú aktivitu 09:00 Bc. Hana Kočí (M2, Ing. Jiří Suttnar, CSc.) Interakce proteinů normální plazmy s plazmou onkohematologických pacientů 09:00 Bc. Zuzana Amlerová (M2, RNDr. Michael Mareš, CSc.; Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D.) Příprava rekombinantního lidského katepsinu V a analýza jeho inhibice 09:00 Bc. Karolína Krubnerová (M2, Ing. Jiří Suttnar, CSc.) Metabolity tryptofanu a oxidační stres v plasmě pacientů s kardiovaskulárním onemocněním 09:00 Bc. et Bc. Jan Kuderna (M2, Ing. Jan Lipov, Ph.D.)

86 Výběr sledovaných a referenčních genů pro studium osteodiferenciace kmenových buněk 09:00 Bc. Barbora Štancelová (M2, Ing. Jan Lipov, Ph.D.) Srovnávání metod pro sledování osteodiferenciace buněk htert-asc a SaOS-2 09:00 Bc. Jana Kubíková (M2, doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D.) Identifikace somatických mutací v nádorech 09:00 Bc. Charlotte Čuhajová (M2, Ing. Jiří Suttnar, CSc.) Cílená metabolomika plasmy pacientů s hematologickými malignitami vyhlášení výsledků

87 Buněčné linie s deficitem interferonového receptoru lambda 1 jako nástroj pro studium signalizace interferony lambda Bc. Klára Žofie Janoušková (M2) Školitel: MUDr. Ivan Šebesta, CSc. Interferony lambda (IFNL) řadíme mezi signální molekuly imunitního systému. K jejich expresi dochází pouze v epitelových buňkách v důsledku virové infekce. Sekretované interferony se váží na heterodimerní membránový receptor složený z podjednotek IFNLR1 a IL-10R2. Navázání interferonu spouští JAK-STAT signální dráhu, která vede k aktivaci transkripce interferon senzitivních genů. IFNL1 až 3 tímto mechanismem stimulují protivirovou odpověď. IFNL4 rovněž aktivuje JAK-STAT dráhu stejně jako IFNL1-3, avšak současně brání spontánní eliminaci viru hepatitidy C. Tento paradox společně s dalšími odlišnostmi, jako je například nižší extracelulární sekrece IFNL4 v porovnání s ostatními IFNL, vyvolává úvahy o možném působení IFNL4 jako intracelulární signální molekuly. Za účelem studia těchto zatím neznámých hypotetických nekanonických signálních drah IFNL4 jsme pomocí metody editace genomu CRISPR/Cas9 vyvinuli buněčné linie deficitní pro IFNLR1. V deficitních i kontrolních liniích transfekovaných IFNL3 nebo IFNL4 jsme u buněk transfekovaných IFNL4 pozorovali jadernou lokalizaci IFNL4. Jaderná lokalizace IFNL3 u IFNL3 transfekovaných buněk nebyla detekovatelná.

88 Príprava bunkovej línie produkujúcej visfatin s mutáciou H247A pre overenie vplyvu fosforylácie na jeho enzýmovú aktivitu Bc. Lucia Fehérová (M2) Školitel: Ing. Petr Svoboda Visfatin je popisovaný ako enzým zúčastňujúci sa syntézy NAD z nikotínamidu, kde katalyzuje prenos fosforibosylovej skupiny z 5-fosforibosyl-1-pyrofosfátu na nikotínamid za vzniku nikotínamidmononukleotidu a pyrofosfátu. Presný mechanizmus tejto reakcie ale nebol dosiaľ objasnený. Predpokladá sa, že pre priebeh enzýmovej katalýzy visfatinu je nevyhnutná autofosforylácia histidínu na 247. pozícii. Našim cieľom bolo tento predpoklad overiť. Boli pripravené bunky HepG2 s produkciou visfatinu v prirodzenej forme (WT) a visfatinu s bodovou mutáciou H247A. Každá z foriem bola pripravená s pripojenou polyhistidínovou kotvou i bez nej. Nasledovalo meranie enzýmovej aktivity visfatinu v bunkovom lyzáte pomocou fluorescenčnej detekcie vznikajúceho NAD ako konečného produktu celej biosyntetickej dráhy z nikotínamidu. V porovnaní s kontrolou vykazoval visfatin-wt-histag aj visfatin-wt bez pripojenej histídinovej kotvy rovnako zvýšenú enzýmovú aktivitu, čím bol vylúčený vplyv histidínovej kotvy. Ich hodnoty enzymových aktivít sa však tiež zhodovali s aktivitami visfatinu-h247a a visfatinu-h247a-histag. Tým sa ukázalo, že visfatin s bodovou mutáciou H247A má zachovanú svoju enzýmovú aktivitu. Tieto výsledky naznačujú, že autofosforylácia nie je esenciálna pre enzýmovú katalýzu visfatinu.

89 Interakce proteinů normální plazmy s plazmou onkohematologických pacientů Bc. Hana Kočí (M2) Školitel: Ing. Jiří Suttnar, CSc. Myelodysplastický syndrom (MDS) je onemocnění krvetvorby charakterizované nedozráváním kmenových buněk, či dysplazií. Cílem práce bylo vytvořit nástroj pro výzkum a diagnostiku tohoto onemocnění v plazmě s využitím optické metody SPR (Surface Plazmon Rezonance), která se využívá k charakterizaci biomolekulárních interakcí. Pomocí vazebné a afinitní konstanty umožňuje zjistit množství vázajícího proteinu a jeho stabilitu. Místo interakčních partnerů pro markery MDS byly na SPR čip imobilizovány frakce zdravé plazmy. Tyto frakce byly připraveny třemi způsoby: gelovou chromatografií, deplecí s následnou gelovou chromatografií a pomocí ProteoMineru s následnou gelovou chromatografií. Metoda SPR měla dvě hlavní části: imobilizace frakcí normální plazmy na čip a samotná detekce protein-protein interakcí. Analyzovali jsme vzorky MDS pacientů a zdravé kontroly. Jako nejvhodnější způsob přípravy frakcí plazmy pro SPR se jeví samotná gelová chromatografie a varianta deplece gelová chromatografie. V pilotních experimentech byly zjištěny rozdíly v interakcích imobilizovaných frakcí plazmy se vzorky plazmy pacientů v různých stadiích MDS a se vzorky plazmy zdravých dárců. Získaná data budou využita k profilování MDS pacientů pomocí SPR imagingu, kdy lze analyzovat více vzorků souběžně.

90 Příprava rekombinantního lidského katepsinu V a analýza jeho inhibice Bc. Zuzana Amlerová (M2) Školitel: RNDr. Michael Mareš, CSc.; Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D. Katepsin V je cysteinová proteasa s vysokou elastinolytickou aktivitou, která je specificky exprimována v několika typech nádorové tkáně. Představuje potenciální diagnostický marker a cílovou molekulu pro vývoj protinádorových léčiv. Tato práce je zaměřena na přípravu rekombinantního katepsinu V v dostatečném množství a čistotě. K produkci byl využit expresní systém v kvasince Pichia pastoris, kde byl katepsin V produkován jednak ve formě aktivního enzymu a jednak jako neaktivní mutant. Rekombinantní protein byl purifikován pomocí gelové permeační a ionexové chromatografie. Připravená aktivní forma enzymu je používána při analýze nových inhibitorů na bázi vinylsulfonů v kinetickém aktivitním testu s fluorogenním substrátem. Mutantní forma katepsinu V bude využita pro strukturní krystalografickou analýzu.

91 Metabolity tryptofanu a oxidační stres v plasmě pacientů s kardiovaskulárním onemocněním Bc. Karolína Krubnerová (M2) Školitel: Ing. Jiří Suttnar, CSc. Esenciální aminokyselina tryptofan může být v lidském těle metabolizována několika cestami. Hlavní cestou degradace je tzv. kynureninová cesta. Při určitých patofyziologických stavech je v extrahepatálních buňkách první oxidační krok vedoucí ke vzniku formylkynureninu katalyzován indolamin-pyrrol-2,3-dioxygenasou. Zvýšená koncentrace kynureninů je spojována s rizikem vzniku akutních koronárních syndromů, jako jsou nestabilní angina pectoris, akutní infarkt myokardu a další. Tato onemocnění jsou provázena oxidačním stresem, který je často charakterizován stanovením malondialdehydu (MDA) v krevní plasmě. Ke stanovení metabolitů tryptofanu v plasmě zdravých dárců jsme použili HPLC s detekcí pomocí tandemového hmotnostního spektrometru pracujícího v režimu sledování vybraných reakcí. Bylo testováno několik kolon, kdy nejlepší výsledky poskytovala kolona Atlantis T3 (Waters, Česká republika). Pro přímé stanovení MDA jsme navrhli HPLC metodu s využitím kolony Zic-Hilic (Merck, Česká republika), kterou porovnáme s HPLC metodou využívající derivatizaci MDA 2,4-dinitrofenylhydrazinem. Pomocí uvedených metod budou stanoveny koncentrace tryptofanových metabolitů a MDA v plasmě pacientů s kardiovaskulárním onemocněním a v plasmě kontrolní skupiny zdravých dárců.

92 Výběr sledovaných a referenčních genů pro studium osteodiferenciace kmenových buněk Bc. et Bc. Jan Kuderna (M2) Školitel: Ing. Jan Lipov, Ph.D. Stárnoucí populace se stále častěji potýká se zdravotními problémy způsobenými zlomeninami, následky osteopórozy či jinými kostními defekty. Biomateriály třetí generace jsou vhodnou alternativou k jejich léčbě, jelikož jsou schopné vyvolání specifické odpovědi na molekulární úrovni v podobě stimulace migrace, proliferace a především diferenciace mezenchymálních kmenových buněk (MSC) na zralé osteoblasty. Tato práce se nejprve zaměřuje na sledování samotné osteodiferenciace indukované osteodiferenciačním médiem. Testovanou kulturou jsou imortalizované MSC, od kterých se očekává, že po stimulaci tímto médiem budou exprimovat řadu specifických genů. Mezi těmi byl vybrán kolagen typu I, osteokalcin, osteopontin, alkalická fosfatasa a transkripční faktor Runx2. Sledováním relativní míry transkripce těchto osteodiferenciačních markerů pomocí kvantitativní PCR s reverzní transkripcí lze poté potvrdit, zdali k osteodiferenciaci skutečně dochází. Stěžejním krokem je výběr vhodných referenčních genů, ze kterých postoupí do užšího výběru minimálně dva až tři s nejstabilnější expresí. Těmi je prozatím TATA vazebný protein, protein zeta/delta a β-glukuronidasa. V budoucnu by se práce měla zaměřit na testování osteoindukčního potenciálu nanostrukturovaných titanových materiálů.

93 Srovnávání metod pro sledování osteodiferenciace buněk htert-asc a SaOS-2 Bc. Barbora Štancelová (M2) Školitel: Ing. Jan Lipov, Ph.D. Práce je zaměřena na porovnání metod a buněčných modelů pro studium osteodiferenciace, které budou v budoucnu využity pro studium nových biomateriálů pro ortopedické aplikace. Byly použity 2 buněčné modely: buněčná osteosarkomatická linie SaOS-2 a imortalizované kmenové buňky htert-asc. Pro indukci osteodiferenciace bylo použito osteodiferenciační médium komerční (neznámé složení) a námi připravené. Po kultivaci 7 a 14 byla sledována osteodiferenciace barvením depotu Ca 2+ Alizarinovou červení (ARS), stanovením aktivity alkalické fosfatasy (ALP) a imunochemicky - byl stanoven protein osteopontin (OPN). U buněčné linie SaOS-2 po 14 dnech u ARS byla mikroskopicky i kvantitativně prokázána zvýšená depozice Ca (až 14krát oproti kontrole) a aktivita ALP byla také signifikantně zvýšená. U buněk htert zatím nebylo ani v jednom typu média dosaženo dostatečné odpovědi jak u ALP (aktivita cca 300krát nižší než u SaOS-2), tak u ARS (téměř 50krát nižší odezva). Jako nejlepší metoda pro sledování osteodiferenciace se jeví ARS, ale ARS nebude možné použít na hydroxyapatitových materiálech. Proto je nutné optimalizovat metodu ALP. Do budoucna je v plánu imunofluorescenční mikroskopie a imunochemické stanovení proteinů (kolagen a ALP).

94 Identifikace somatických mutací v nádorech Bc. Jana Kubíková (M2) Školitel: doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Dlaždicobuněčný karcinom hlavy a krku je v ČR podle údajů ČSÚ příčinou zhruba 800 umrtí ročně, což představuje přibližně 3% všech úmrtí na rakovinu. V našem souboru máme 18 pacientů s tímto onemocněním, u nichž byla sekvenována DNA z normální a nádorové tkáně, s cílem nalézt mutace, které vedly k rozvoji onemocnění. DNA sekvenování nové generace je v současnosti již dobře zavedenou procedurou a pro zpracování sekvenačních dat existuje řada standardních nástrojů. Přesto vlastní analýza není triviální záležitostí. Už jen velikost zpracovávaných dat obvykle přesahuje možnosti běžných počítačů. Proto jsme se rozhodli postup vyzkoušet nejprve na publikovaném datasetu s verifikovanými výsledky. Výstupní data ze sekvenátoru jsme v několika krocích očistili a srovnali s referenčním genomem. U jednotlivých pacientů jsme pak porovnali nádorové vzorky vůči normálním, nenádorovým. Analýzu jsme provedli za pomoci dostupných bioinformatických nástojů a vlastních striptů v programovém prostředí R. Tímto postupem se podařilo replikovat publikované výsledky a identifikovat popsanou mutaci. Můžeme ho tedy v další fázi použít pro naše data.

95 Cílená metabolomika plasmy pacientů s hematologickými malignitami Bc. Charlotte Čuhajová (M2) Školitel: Ing. Jiří Suttnar, CSc. Tato práce se zabývá, jak zhoubným onemocněním, tak leukemií. Při zhoubných onemocněních včetně leukemií mění rakovinné buňky svůj metabolismus tak, aby podporoval růst, přežívání a proliferaci. Společným znakem pozměněného metabolismu je zvýšená spotřeba glukózy, její přeměna na laktát a snížená oxidační fosforylace i za přítomnosti plně funkčních mitochondrií. Tento efekt se nazývá aerobní glykolýza (Warburgův efekt). Savčí buňky katabolizují hlavně glukózu a glutamin, a proto jsou s nimi související metabolity sledovány i při onkohematologických onemocněních. Změněný metabolizmus doprovází rovněž oxidační stres, který je často charakterizován plazmatickou koncentrací malondialdehydu (MDA). Pro sledování metabolitů citrátového cyklu a volných aminokyselin v plazmě jsme použili kapalinovou chromatografii s hybridním hmotnostním spektrometrem QTRAP 4000 (Amedis, Praha). Pro oba typy metabolitů byly testovány různé kolony. Pro metabolity citrátového cyklu se zatím nejvíce osvědčila kolona Xbridge Amide (Waters, Praha), pro aminokyseliny to byla kolona Zic-Hilic (Merck, Praha). Pomocí uvedených metod budou stanoveny koncentrace metabolitů citrátového cyklu, aminokyseliny a MDA v plazmě pacientů s onkohematologickými malignitami a v plazmě kontrolní skupiny zdravých dárců.

96 Mikrobiologie patogenů MÍSTO: PROSTORY ÚSTAVU 320 KOMISE doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. (předseda) Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Ing. Jan Lipov, Ph.D. Ing. Anna Macůrková PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Lukáš Plašil (M2, Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.) Imunopurifikace membránových proteinů Cronobacter spp. a jejich následná identifikace pomocí hmotnostní spektrometrie 09:00 Bc. Eliška Semrádová (M2, doc. RNDr. Jarmila Pazlarová, CSc.) Metody detekce polysacharidů v matrici biofilmů Listeria monocytogenes 09:00 Bc. Kristýna Šimáčková (M2, Ing. Hana Michova, Ph.D.) Vliv externích faktorů na přežívání Campylobacter jejuni v životním prostředí 09:00 Bc. Petra Zídková (M2, Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D.) Detekce a charakterizace vybraných Bacillus spp. včetně toxinogenních B. cereus v potravinách 09:00 Bc. Lucie Leňková (M2, Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.) Subfrakcionace membrán bakterií rodu Cronobacter a charakterizace přítomných proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie a imunoblotu 09:00 Bc. Eva Fabínyová (M2, Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D.) Využití Staphylococcus spp. pro forenzní identifikaci osob

97 09:00 Bc. Veronika Kovandová (M2, Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D.) Využití MALDI-TOF MS pro identifikaci a typizaci bakterií skupiny Enterobacter cloacae komplex 09:00 Bc. Klára Novotná (M2, Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.) Vliv nanočástic na extracelulární matrici biofilmu Staphylococcus aureus a na transkripci genů kódujících modulíny 09:00 Bc. Barbora Miklasová (M2, Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D.) DNA analýza potravinářsky významných mikromycet produkujících patulin a ochratoxin A 09:00 Bc. Michal Špirko (M2, Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D.) Genetické determinanty regulace tvorby biofilmu u Salmonella spp. vyhlášení výsledků

98 Imunopurifikace membránových proteinů Cronobacter spp. a jejich následná identifikace pomocí hmotnostní spektrometrie Bc. Lukáš Plašil (M2) Školitel: Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Bakterie rodu Cronobacter jsou podmíněnými patogeny způsobujícími závažná onemocnění u imunokompromitovaných jedinců. Navzdory těžkým průběhům těchto onemocnění není dosud přesně popsaná jejich patogeneze. Navíc se jednotlivé druhy liší svou virulencí, přičemž onemocnění způsobuje nejčastěji C. sakazakii. Tato práce porovnává zastoupení imunogenních membránových proteinů u patogenního kmene C. sakazakii Cb 35 a u zástupců ostatních druhů s následným zaměřením na virulentní proteiny. Membránové proteiny byly rozdělené do frakcí vnější membrány, periplasmy a vnitřní membrány pomocí série ultracentrifugací. Následně byly z frakcí odděleny imunogenní proteiny použitím magnetických částic s navázanými polyklonálními protilátkami. Pro analýzu proteinů byla použita hmotnostní spektrometrie. Identifikovány byly desítky proteinů u jednotlivých kmenů v rámci každé frakce. U všech těchto proteinů bylo určeno pravděpodobné umístění v buňce. Následně bylo podle dostupné literatury vybráno jedenáct potenciálně virulentních membránových proteinů, které by mohly přispívat k virulenci bakterií rodu Cronobacter.

99 Metody detekce polysacharidů v matrici biofilmů Listeria monocytogenes Bc. Eliška Semrádová (M2) Školitel: doc. RNDr. Jarmila Pazlarová, CSc. Listerióza je alimentární onemocnění způsobené grampozitivní bakterií Listeria monocytogenes. Největším rizikem nákazy je konzumace potravin, jako jsou zrající sýry, saláty, syrové maso nebo nepasterizované mléko. Listerie se do potravin často dostává již ve výrobě z povrchů výrobních zařízení, které pokrývá vrstvou biofilmu. Tento biofilm je prakticky neviditelný a velice odolný vůči stresovým podmínkám, jako je chlad, nízké ph, vysoká koncentrace solí nebo působení dezinfekčních prostředků. Součástí biofilmu jsou kromě nukleových kyselin a proteinů také exopolysacharidy. Cílem této práce je z matrice biofilmu vhodnými metodami porovnat složky polysacharidů u jednotlivých kmenů L. monocytogenes a zjistit, jakým způsobem ovlivňují okolní podmínky jejich produkci.

100 Vliv externích faktorů na přežívání Campylobacter jejuni v životním prostředí Bc. Kristýna Šimáčková (M2) Školitel: Ing. Hana Michova, Ph.D. Campylobacter jejuni je gramnegativní patogenní bakterie. Ze špatně tepelně upravených potravin, se dostává do zažívacího traktu, kde způsobuje záněty vedoucí ke gastroenteritidě, která je nejčastějším alimentárním onemocnění v EU. Četnost výskytu kampylobakterióz je v rozporu s citlivostí této mikroaerobní bakterie k vnějším podmínkám. C. jejuni se v potravinách nemnoží, v laboratoři je těžce kultivovatelný, a přesto jsou tyto bakterie poměrně často izolovány z různých vodních zdrojů. Cílem této práce je charakterizovat schopnost C. jejuni přežívat ve vodním prostředí za různých podmínek. Pro tento účel bude jako základ použita tradiční kultivační metoda počítání kolonií, kdy je sledován úbytek počtu kolonie tvořících jednotek v čase. Čím je tento úbytek rychlejší, tím je bakterie na dané podmínky náchylnější. Sledovány budou dva externí faktory: teplota (4, 25, 30, 37 C) a složení vodního prostředí (destilovaná voda, fyziologický roztok, voda z řeky/rybníka, BHI), a to u tří sbírkových kmenů C. jejuni. Naměřená data budou ověřena pomocí průtokové cytometrie spojené s vitálním barvením bakterií. Předpoklad je takový, že voda z přírodního zdroje bude ve spojení s nižší teplotou podporovat přežití C. jejuni kvůli snížené metabolické aktivitě a přítomnosti ochranných látek.

101 Detekce a charakterizace vybraných Bacillus spp. včetně toxinogenních B. cereus v potravinách Bc. Petra Zídková (M2) Školitel: Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Rod Bacillus patří mezi nejrozmanitější bakteriální rody. Vzhledem ke své schopnosti sporulace a široké enzymové výbavě je ubikvitně rozšířen a patří proto i mezi časté mikrobiální kontaminanty potravin. Mezi často izolované druhy způsobující kažení potravin patří B. subtilis, B. licheniformis a B. pumilus, zatímco B. cereus je původcem emetického či diarhogenního syndromu vzhledem ke své schopnost produkovat enterotoxiny v potravině (emetický toxin) či v tenkém střevě (hemolytický toxin HBL, nehemolytický toxin NHE). Cílem naší práci je proto zavést protokoly pro spolehlivou detekci, identifikaci a charakterizaci výše uvedených Bacillus spp. včetně genů pro enterotoxiny B. cereus metodami PCR a MALDI-TOF MS a tyto protokoly dále použít pro studium jejich výskytu v potravinách.bylo použito 20 sbírkových kmenů a 9 izolátů z potravin. Při identifikaci metodou MALDI-TOF MS poskytla nejlepší výsledky metoda extrakce, kdy bylo dosaženo spolehlivé druhové identifikace pro skupinu B. cereus a B. subtilis a bezpečné rodové identifikace pro B. pumilus a B. licheniformis. Byly zavedeny a ověřeny druhově (B. cereus a B.licheniformis) a rodově specifické PCR protokoly a protokoly pro enterotoxiny HBL a NHE, jejichž přítomnost se prokázala u 66 %, resp. 100 % z 12 testovaných kmenů B. cereus.

102 Subfrakcionace membrán bakterií rodu Cronobacter a charakterizace přítomných proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie a imunoblotu Bc. Lucie Leňková (M2) Školitel: Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Bakterie rodu Cronobacter se řadí mezi oportunní patogeny, které jsou spojované s alimentárními a nozokomiálními infekcemi. Rizikovými skupinami jsou především novorozenci a imunodeficientní jedinci. Onemocnění způsobená bakteriemi tohoto rodu nejsou příliš častá, mají však vysokou letalitu, která v případě novorozeneckých meningitid dosahuje až osmdesáti procent. Virulentní faktory účastnící se patogeneze těchto bakterií nejsou v současné době dostatečně popsány. Identifikace potenciálně virulentních proteinů by mohla přispět k objasnění procesu patogeneze těchto bakterií. Následně by také mohla sloužit pro vývoj specifických imunochemických identifikačních metod jako je například metoda ELISA. V rámci této práce byly dvakrát nezávisle izolovány frakce vnější membrány, vnitřní membrány a periplazmy vybrané sady zástupců rodu Cronobacter. Jednotlivé frakce byly charakterizovány pomocí SDS-PAGE a imunoblotu, za použití protilátek proti celým buňkám a proti jednotlivým membránovým frakcím prokazatelně patogenního kmene Cb35. Proteiny membránových frakcí byly identifikovány pomocí hmotnostní spektrometrie (LC-ESI-Q-TOF MS). U všech identifikovaných proteinů byla prostřednictvím in silico analýzy určena jejich buněčná lokalizace.

103 Využití Staphylococcus spp. pro forenzní identifikaci osob Bc. Eva Fabínyová (M2) Školitel: Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Zloženie ľudskej kožnej mikroflóry je veľmi rozmanité a u každého jedinca špecifické. Dominantné zastúpenie tvoria baktérie rodu Staphylococcus, ktorých analýza by mohla nájsť využitie vo forenznej oblasti. Predpokladom pre túto analýzu je zavedenie spoľahlivých a rýchlych metód identifikácie a typizácie vybraných najčastejšie sa vyskytujúcich Staphylococcus spp. (S. aureus, S. cohni, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. hominis, S. saprophyticus, S. warneri) využitím metód MALDI-TOF MS, RAPD-PCR, PFGE aj. a získané protokoly ďalej aplikovať na humánne izoláty týchto druhov Staphylococcus. V práci sme sa zamerali na identifikáciu a typizáciu druhu S. hominis metódou MALDI-TOF MS, s využitím zbierkových kmeňov a humánnych izolátov, ktoré boli taktiež identifikované pomocou súpravy STAPHYtest 24. Získané proteínové spektra zbierkových kmeňov boli využitím rôznych zhlukových analýz a programu ClinPro Tools (Bruker Daltonics) použité k vytvoreniu klasifikačných modelov, ktoré sme ďalej aplikovali k odlíšeniu S. hominis od ostatných Staphylococcus spp., či k odlíšeniu jednotlivých kmeňov S. hominis.

104 Využití MALDI-TOF MS pro identifikaci a typizaci bakterií skupiny Enterobacter cloacae komplex Bc. Veronika Kovandová (M2) Školitel: Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Rod Enterobacter patří mezi významné rody čeledi Enterobacteriaceae a zahrnuje 22 druhů. Druhy E. asburiae, E. cloacae, E. hormaechei, E. kobei, E. ludwigii si jsou na genetické i fenotypové úrovni natolik podobné, že jsou řazeny do druhové skupiny označované jako Enterobacter cloacae komplex. Tyto druhy jsou ubikvitně rozšířeny v životním prostředí. Řadí se poté k častým kontaminantům potravin, kde způsobují kažení, a jsou i častými původci nozokomiálních infekcí. Pro stanovení zdrojů kontaminace a infekce je proto důležitá přesná identifikace na úrovni druhu, příp. poddruhu a typizace na úrovni kmene. Tato identifikace v praxi dostupnými standardními metodami je však poměrně obtížná, až nemožná. Cílem této práce bylo stanovení spolehlivosti standardních postupů identifikace Enterobacter cloacae komplex metodami ENTEROtest 24 N a MALDI-TOF MS s použitím software Bruker Biotyper. Pro odlišení proteinových profilů E. cloacae a E. hormachei a jejich typizaci byly vytvořeny a srovnány různé klasifikační modely. K vytvoření modelů byly použity software mmass, ClinPro Tools a proteinové profily sbírkových kmenů získané třemi metodami přípravy vzorku. Vybrané modely umožnily stanovit druhově specifické markery a byly následně použity pro identifikaci potravinových izolátů.

105 Vliv nanočástic na extracelulární matrici biofilmu Staphylococcus aureus a na transkripci genů kódujících modulíny Bc. Klára Novotná (M2) Školitel: Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Grampozitivní bakterie Staphylococcus aureus je nebezpečný oportunní patogen, který kolonizuje kůži a povrchy sliznic člověka a dalších savců. Je schopná tvořit biofilm, což má často za následek vznik chronických infekcí vznikajících po hospitalizaci pacienta v nemocnici. Biofilm se může také tvořit na katetrech, implantátech či kloubních náhradách. Proto je důležité se zabývat mechanismy odstranění biofilmů či zabránění jejich růstu. Součástí těchto biofilmů jsou amyloidní proteiny zvané modulíny rozpustné ve fenolu (PSM), které v biofilmu zastávají významné funkce. Práce je zaměřena právě na studium biofilmu vybraných kmenů S. aureus ze sbírky ZL ÚBM. Vizualizace biofilmu i PSM je prováděna pomocí mikroskopických metod. Metodou CTAB byla izolována DNA vybraných bakteriálních kmenů S. aureus a jednotlivé PSM byly amplifikovány metodou PCR. Stříbrné i zlaté nanočástice vykazují antimikrobiální aktivitu proti bakteriím a mikromycetám. Pro úspěšnou aplikaci nanočástic jako antibakteriálních agens je nezbytné porozumět jejich vlivu nejen na bakteriální buňky, ale i na biofilmy. V této práci bude studován vliv stříbrných a zlatých nanočástic na adhezi buněk a tvorbu biofilmu S. aureus. Dále se bude ověřovat vliv nanočástic na hladinu transkripce genů PSMα a PSMβ.

106 DNA analýza potravinářsky významných mikromycet produkujících patulin a ochratoxin A Bc. Barbora Miklasová (M2) Školitel: Ing. Kamila Zdeňková, Ph.D. Při produkci potravin může docházet k jejich napadení mikromycetami. Ty nejenže znehodnocují potravinu jako takovou, ale také mohou produkovat toxiny. Patulin a ochratoxin A (OTA) jsou mykotoxiny s hepatotoxickými, imunosupresivními a potenciálně i karcinogenními účinky, produkované zejména mikromycetami rodů Aspergillus a Penicillium. Tyto mikromycety lze detekovat např. pomocí molekulárně biologických metod, tato práce je zaměřena na PCR a LAMP (Loop-Mediated Isothermal Amplification). Naším cílem je tedy navrhnout takové PCR a LAMP protokoly, pomocí kterých bude možné bezpečně rozlišit, zda jsou přítomné mikromycety schopny produkovat patulin či OTA. Poněvadž je syntéza mykotoxinů typicky vícekroková, byly pro práci vybrány klíčové enzymy biosyntetické dráhy obou mykotoxinů, konkrétně polyketid-synthasa (PKS) pro OTA a isoepoxydondehydrogenasa (IDH) pro patulin. Doposud se podařilo izolovat DNA z mikromycet získaných ze sbírek VŠCHT, dále bude pomocí PCR ověřena jeho amplifikovatelnost a poté bude experimentálně ověřen protokol pro detekci genů kódujících klíčové enzymy biosyntetických drah obou mykotoxinů.

107 Genetické determinanty regulace tvorby biofilmu u Salmonella spp. Bc. Michal Špirko (M2) Školitel: Ing. Sabina Purkrtová, Ph.D. Salmonelóza je druhým nejčastějším gastrointestinálním onemocněním v Evropě. Původcem salmonelózy jsou některé sérotypy bakterií rodu Salmonella z čeledi Enterobacteriaceae. Tyto bakterie jsou schopny nejen na abiotických površích v potravinářské výrobě tvořit biofilm - vícebuněčnou mikrobiální komunitu. Biofilm jim umožňuje dlouhodobě přežívat v nepříznivých podmínkách. Trojrozměrná struktura biofilmu je poté tvořena převážně z exopolysacharidů (celulóza, sacharidové složky O- antigenu) a z proteinů (bičíky, povrchový protein BapA, svazky fimbrií - tzv. curli). Hlavním regulátorem tvorby biofilmu je transkripční aktivátor CsgD, který aktivuje transkripci genů zajišťujících syntézu složek biofilmu. Cílem naší práce je predikce tvorby biofilmu na základě genetické analýzy. Pomocí PCR amplifikace regulační oblasti a části vnitřní sekvence genu csgd byl jeho výskyt prokázán u všech 55 studovaných kmenů Salmonella spp. Pro dva kmeny Salmonella Typhimurium s odlišnou mírou tvorby biofilmu byly poté srovnány sekvence PCR produktů amplifikace regulační oblasti. U těchto kmenů byl dále stanoven profil tvorby biofilmu v závislosti na teplotě, složení média a obsahu glukózy, sacharózy a laktózy při různých metodách semikvantifikace biofilmu v mikrotitrační destičce krystalovou violetí.

108 Studium vlastností proteinů MÍSTO: PROSTORY ÚSTAVU 320 KOMISE doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D. (předseda) Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D. Ing. Jáchym Šuman, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Terezie Páníková (M2, Ing. Michaela Marková, Ph.D.) Charakterizace MbsTA nového toxin-antitoxin systému z Mycobacterium tuberculosis 09:00 Bc. Kristýna Adámková (M2, doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.; Mgr. Tomáš Kovaľ, Ph.D.) Studium interakcí na zinku závislé nukleasy s RNA pomocí rentgenové krystalografie 09:00 Bc. Sofia Kolesnikova (M2, prof. Ing. Martin Fusek, CSc.) Multimerization rules for G-quadruplexes 09:00 Bc. Hana Řezáčková (M2, Ing. Jiří Šantrůček, Ph.D.) Sledování změn proteomu lidských kmenových buněk v průběhu osteodiferenciace 09:00 Katerina Brodsky (M2, Dr.sc. Michael Kotík, Ph.D.) Heterologní exprese a charakterizace fungální rutinosidasy 09:00 Bc. Klára Beňatinská (M2, Ing. Zita Purkrtová, Ph.D.) Příprava hydrofilních domén oleosinu 2

109 09:00 Bc. Jiří Bejček (M2, Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D.) Nové konjugáty digitoxinu s BODIPY jako inhibitory Na + /K + ATPasy: od molekulového dockování po tkáňové kultury 09:00 Bc. Denisa Nikodemová (M1, Ing. Petr Svoboda) Intracelulární lokalizace visfatinu u makrofágů U937 09:00 Monika Čížková (B3, Ing. Michaela Marková, Ph.D.) Produkce a charakterizace rekombinantního proteinu RnhD z Mycobacterium smegmatis 09:00 Bc. Ondřej Bulvas (M2, Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D.) Význam proteinu Rel ve stringentní odpovědí u mykobakterií vyhlášení výsledků

110 Charakterizace MbsTA nového toxin-antitoxin systému z Mycobacterium tuberculosis Bc. Terezie Páníková (M2) Školitel: Ing. Michaela Marková, Ph.D. Tuberkulóza je mezi deseti nejčastějšími příčinami úmrtí na světě. I když existují různá antibiotika proti tuberkulóze, stále častěji se objevují nové kmeny, které jsou multirezistentní. Proto je třeba nalézt nové cíle antibiotik. Jedním z možných cílů se ukazují Toxin-antitoxin (TA) systémy. Antitoxin, je nestabilní molekula, která tvoří komplex s toxinem a inhibuje ho. Při změně podmínek se komplex rozdělí a uvolní se samotný toxin, který bakterii zabije. MbsTA (mycobacterial suicide Toxin-Antitioxin) byl vybrán jako vhodný cíl pro návrh nových antibiotik, protože není sekretován z buňky a MbsT je pro tuto bakterii silně toxický. Tato práce se zabývá stabilitou MbsTA komplexu, produkcí volného MbsT a určení jeho katalytické aktivity in vitro pomocí fluorescenčního stanovení NAD(P) +.

111 Studium interakcí na zinku závislé nukleasy s RNA pomocí rentgenové krystalografie Bc. Kristýna Adámková (M2) Školitel: doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.; Mgr. Tomáš Kovaľ, Ph.D. Na zinku závislá nukleasa náleží do rodiny S1-P1 nukleas, které jsou studovány především pro své biotechnologické využití a případné aplikace v medicíně. Jedná se o jednořetězcově specifickou nukleasu, jejíž produkty a zároveň kompetitivní inhibitory jsou 5 -mononukleotidy, mononukleosidy i ionty fosfátu. Byly objasněny struktury komplexů této nukleasy s produkty štěpení DNA. Díky těmto výsledkům byla vysvětlena vysoká schopnost přizpůsobení aktivního místa přítomnému ligandu, a tím i nespecifita k bázím. Cílem této práce je studium interakce této nukleasy s RNA na základě struktur komplexů nukleasy s produkty štěpení RNA a následné porovnání výsledků s daty naměřenými pro vazbu ssdna. Z měření rentgenové difrakce krystalů těchto komplexů byla získána data s vysokým difrakčním limitem. Tato data byla zpracována. Dvě struktury komplexů nukleasy s ligandy uridinem a cytidin-5 -monofosfátem byly vyřešeny a upřesněny. Z dosavadních výsledků je jasné, že způsob interakce s těmito ligandy je velmi podobný jako s produkty štěpení ssdna.

112 Multimerization rules for G-quadruplexes Bc. Sofia Kolesnikova (M2) Školitel: prof. Ing. Martin Fusek, CSc. G-quadruplexes can multimerize under certain conditions, but the sequence requirements of such structures are not well understood. In this study, we investigated the ability of all possible variants of the central tetrad in a monomeric, parallel-strand G- quadruplex to form higher-order structures. Although most of these 256 variants existed primarily as monomers under the conditions of our screen, 10% formed dimers or tetramers. These structures could form in a wide range of monovalent and divalent metal ions, and folding was highly cooperative in both KCl and MgCl 2. As was previously shown for G-quadruplexes that bind GTP and promote peroxidase reactions, G- quadruplexes that form dimers and tetramers have distinct sequence requirements. Some mutants could also form heteromultimers, and a second screen was performed to characterize the sequence requirements of these structures. Taken together, these experiments provide new insights into the sequence requirements and structures of both homomultimeric and heteromultimeric G-quadruplexes.

113 Sledování změn proteomu lidských kmenových buněk v průběhu osteodiferenciace Bc. Hana Řezáčková (M2) Školitel: Ing. Jiří Šantrůček, Ph.D. Titanové materiály jsou nejpoužívanějším biomateriálem pro kloubní náhrady. V současné době je vyvíjeno velké úsilí používané materiály modifikovat tak, aby byly zlepšeny jejich mechanické vlastnosti i interakce s tkáněmi. Sledování změn proteomu kmenových buněk v průběhu kultivace v médiu s osteodiferenciačními faktory by mohlo sloužit ke zjištění potenciálních biomarkerů, které by se daly využít k pozorování reakce buněk při růstu na nových biomateriálech. Tato práce se zabývá sledováním změn v proteomu buněk htert, imortalizovaných lidských kmenových buněk odvozených od tukové tkáně, v průběhu růstu v kontrolním médiu a médiu obsahujícím osteodiferenciační faktory. Po 7, 14 a 21 dnech růstu byly buňky lysovány, izolované proteiny rozštěpeny trypsinem a zastoupení jednotlivých proteinů určeno pomocí labelfree kvantifikace ve spojení s kapalinovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií. Naměřená data byla podrobena statistickému a bioinformatickému vyhodnocení. Bylo zjištěno, že nejvýznamnější změny v hladinách proteinů oproti kontrolnímu médiu nastaly u buněk po 14 dnech kultivace, přičemž mezi nejvíce zasažené procesy patřily metabolismus kolagenu a organizace extracelulární matrix.

114 Heterologní exprese a charakterizace fungální rutinosidasy Katerina Brodsky (M2) Školitel: Dr.sc. Michael Kotík, Ph.D. Rutinosidasa (α-l-rhamnosyl-β-d-glykosidasa; EC ) je enzym ze skupiny diglykosidas, který odštěpuje disacharid rutinosu z příslušného rutinosidu. Rutinosidasy se vyskytují v bakteriích, archebakteriích a plísních. Některé z nich ukazují navíc i transglykosylační aktivitu, což je vlastnost nezbytná k syntéze nových rutinosidů. V rámci diplomové práce byla provedena exprese jedné fungální rutinosidasy (Mucor circinelloides) v expresním systému Komagataella pastoris. Gen kodující rutinosidasu byl vložen do expresního vektoru ppiczαa pro sekreci rekombinantního enzymu do kultivačního média; následovala transformace hostitelských buněk vzniklým plasmidem. Po integraci cizorodé DNA byl proveden screening aktivních transformantů fluorogenním substrátem 4-methylumbelliferyl-rutinosidem pomocí nativní elektroforézy. Aktivní klony byly kultivovány ve větším měřítku. Biomasa byla centrifugována a rekombinantní protein byl izolován afinitní chromatografií na základě C-terminální histidinové kotvy enzymu. Purifikovaný enzym byl vysrážen síranem amonným. V současné době probíhá charakterizace rekombinantní rutinosidasy: stanovení teplotního optima, ph optima, substrátového spektra, optimálních podmínek pro transglykosylační aktivitu atd.

115 Příprava hydrofilních domén oleosinu 2 Bc. Klára Beňatinská (M2) Školitel: Ing. Zita Purkrtová, Ph.D. Lipidová tělíska jsou samostatné organely. V rostlinách se nejčastěji vyskytují v endospermu semen a jsou zapojeny do mnoha fyziologických procesů. Slouží například jako úložiště energie ve formě triacylglycerolů. Povrch lipidových tělísek je stabilizován proteiny, mezi které patří mimo jiné také strukturní proteiny nazývané oleosiny. Oleosiny se skládají z dlouhé vnitřní hydrofobní domény (až 70 AMK zbytků) a ze dvou kratších hydrofilních domén N-koncové a C-koncové (cca AMK zbytků). Důležité je, že délka hydrofobních domén se mezi oleosiny neliší, zatímco délka hydrofilních domén ano. Ve své práci se zabývám konkrétně oleosinem 2 (At5g40420), který je v semenech rostlin nejčastěji zastoupený a má nejdelší hydrofilní domény (56 a 71 AMK zbytků). Cílem mé práce je připravit hydrofilní domény nejprve jako samostatné peptidy a poté také jako fúzní peptidy spojené pomocí linkeru. Takto připravené peptidy budou použity ke studiu vlastností a krystalografii. V současné době probíhá příprava expresního plasmidu pet16b nesoucího úsek genu kódujícího C-koncovou doménu oleosinu 2.

116 Nové konjugáty digitoxinu s BODIPY jako inhibitory Na + /K + ATPasy: od molekulového dockování po tkáňové kultury Bc. Jiří Bejček (M2) Školitel: Ing. Silvie Rimpelová, Ph.D. Srdeční glykosidy zahrnují pestrou skupinu látek živočišného i rostlinného původu. V medicíně se díky svému pozitivnímu ionotropnímu účinku využívají při léčbě srdečního selhání a srdečních arytmií. Tento účinek je zprostředkován pomocí inhibice sodnodraselné ATPasy (NKA) membránového proteinu jehož inhibice vede mimo jiné také k apoptóze buňky. Digitoxin a jeho deriváty byly díky zmíněnému faktu v této práci studovány pro svůj potenciál stát se v budoucnu možnými teranostatiky, tedy látkami snoubícími v sobě jak terapeutické, tak diagnostické vlastnosti, v léčbě rakoviny. Testováno bylo celkem 11 látek: digitoxin, jeho fluorescenční i nefluorescenční deriváty a samotné fluorofory. K tomuto účelu byly vybrány metody molekulového dockování, testy cytotoxicity na tkáňových liniích A549, HEK 293T, MRC-5 a L929 pomocí WST-1 a fluorescenční mikroskopie. Bylo zjištěno, že digitoxin a jeho deriváty vykazují výrazné cytotoxické účinky na buňky linií A549, HEK 293T a MRC-5. Jako další budou provedeny kolokalizační studie s markery buněčných organel a kolokalizační studie s fluorescenční NKA.

117 Intracelulární lokalizace visfatinu u makrofágů U937 Bc. Denisa Nikodemová (M1) Školitel: Ing. Petr Svoboda Protein visfatin se v organismu nachází v intracelulárním i extracelulárním prostředí. Přestože má visfatin v extracelulárním prostředí několik funkcí, není objasněn mechanismus jeho sekrece. Předpokládá se, že je secernován některou z neklasických sekrečních drah. Jako zdroj extracelulární formy visfatinu jsou označovány adipocyty, hepatocyty a makrofágy. Avšak naše předchozí práce prokázaly aktivní sekreci visfatinu pouze u buněk imunitního systému. Cílem práce bylo získání nových poznatků ohledně intracelulární lokalizace visfatinu u U937 makrofágů, se záměrem objasnit mechanismus jeho sekrece. Pro určení intracelulární lokalizace visfatinu byla připravena linie U937 se stabilní produkcí visfatinu ve fúzi se zeleným fluorescenčním proteinem (GFP-visfatin). U této linie byla ověřena syntéza a aktivní sekrece GFP-visfatinu pomocí imunoblotu. Fluorescenční mikroskopií na fixovaných i nativních buněčných preparátech byla sledována intracelulární lokalizace GFP-visfatinu, který se nacházel převážně v cytoplasmě a poblíž cytoplasmatické membrány. Dále bylo zjištěno, že se visfatin nachází ve váčcích, které se uvolňovaly z buněk. Výsledky naznačují, že makrofágy aktivně sekretují visfatin pomocí transportních váčků.

118 Produkce a charakterizace rekombinantního proteinu RnhD z Mycobacterium smegmatis Monika Čížková (B3) Školitel: Ing. Michaela Marková, Ph.D. Mycobacterium tuberculosis (MTB) způsobuje onemocnění tuberkulózu, na kterou ročně zemře více než lidí. Přestože nemoc je antibiotiky léčitelná, léčba nebývá vždy účinná. Jedna z příčin neúčinné terapie je i schopnost mikroorganismu přežívat v extrémních podmínkách za hypoxie a vysokého oxidačního stresu v dormatním stavu. Do toho se stavu se mykobakterie může dostat díky útlumu metabolismu, který je součástí tzv. stringentní odpovědi. Tato stresová odpověď je řízena signální molekulou (p)ppgpp zvanou alarmon. Předpokládá se, že na regulaci alarmonu se podílí i protein RnhD, která navíc disponuje nukleázovou aktivitou. Znalost mechanismu působení tohoto proteinu by mohl poskytnout nové cesty léčby tuberkulózy. Ke studiu této dráhy využíváme modelový nepatogenní organismus Mycobacterium smegmatis, ze kterého byl izolován gen pro RnhD. Cílem bylo vložit tento gen do vektoru ptriex.ti vhodného pro produkci cílového proteinu v E.coli, vyizolovat a přečistit exprimovaný protein a ověřit jeho katalytické vlastnosti.

119 Význam proteinu Rel ve stringentní odpovědí u mykobakterií Bc. Ondřej Bulvas (M2) Školitel: Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D. Mykobakterie jsou rod grampozitivních bakterií zahrnující několik významných lidských patogenů. Nejvýznamnějším z nich je bezesporu původce tuberkulózy Mycobacterium tuberculosis (MTB). Touto bakterií je v současnosti nakažena až třetina veškeré světové populace a s více než 1,5 miliony úmrtí ročně je na první příčce v počtu úmrtí na infekční choroby. Jedním z problémů v boji s MTB je schopnost tvořit vysoce perzistentní buňky. Za tento jev může z velké části tzv. stringentní odpověď řízená pomocí signální molekuly (alarmonu) (p)ppgpp. Centrálním regulátorem její hladiny je protein Rel, který by díky tomu mohl být zajímavým cílem nových chemoterapeutik. Pro studium proteinu Rel byl použit modelový organismus nepatogenní Mycobacterium smegmatis (MSM). Byl připraven kmen s úplnou delecí Rel a následně sledován její fenotypový projev na buňkách za různých růstových a stresových podmínek. Dalším z přístupů je hledání nových potenciálních interakčních partnerů proteinu Rel. Pro tento účel bude vytvořena DNA knihovna MSM, kterou lze poté využít ke studiu interakcí pomocí bakteriálního dvouhybridního systému. Zavedení a ověření funkčnost výše zmíněných metod by mohlo v budoucnu pomoci pochopit fascinující a stále nedostatečně popsaný systém stringentní odpovědi u mykobakterií.

120 Ústav sacharidů a cereálií (321) ÚSTAVNÍ KOORDINÁTOR Ing. Roman Bleha SEZNAM SEKCÍ 1. Cereálie chemie a technologie 2. Sacharidy chemie a technologie

121 SPONZOŘI SEKCE ÚSTAVU SACHARIDŮ A CEREÁLIÍ

122 Cereálie chemie a technologie MÍSTO: B40 (KNIHOVNA ÚSTAVU 321) KOMISE doc. Ing. Marie Hrušková, CSc. (předseda) Ing. Vladimír Pour, CSc. Ing. Pavel Skřivan, CSc. Ing. Ivan Švec, PhD. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Jana Šedivá (M1, doc. Ing. Marie Hrušková, CSc.) Zvýšení nutriční hodnoty pekařských výrobků přídavky netradičních semen 09:00 Bc. Anna Horáčková (M1, Doc. Ing. Marie Hrušková, CSc.) Nové formy konopných produktů pro potravinářské užití 09:00 Bc. Aneta Frydrychová (M1, Ing. Ivan Švec, PhD.) Uplatnění různých druhů vlákniny do vypichovaných sušenek 09:00 Bc. Eliška Růžičková (M1, doc. Ing. Jan Pánek, CSc) Využitelnost živin u vybraných typů alternativní výživy 09:00 Bc. Alžběta Mandová (M2, Ing. Pavel Skřivan, CSc.) Fyzikálně-chemické vlastnosti a využití celozrnných mouk 09:00 Bc. Barbora Tobolová (M2, Ing. Marcela Sluková, PhD.) Porovnání chemického a mikrobiologického složení různých cereálních kvasů 09:00 Bc. Markéta Líbenková (M2, Ing. et Ing. Lucie Jurkaninová, PhD.) Sledování obsahu rezistentního škrobu ve vybraných cereálních výrobcích. vyhlášení výsledků

123 Zvýšení nutriční hodnoty pekařských výrobků přídavky netradičních semen Bc. Jana Šedivá (M1) Školitel: doc. Ing. Marie Hrušková, CSc. Cílem předložené práce bylo stanovení technologických znaků kompozitních směsí na bázi pšeničné mouky s přídavky netradičních plodin a potvrdit očekávaný vliv na charakteristiky finálního pečiva. Testovány byly dva soubory kompozitních směsí, které obsahovaly v různých koncentracích přídavky netradičních semen lnu hnědého a zlatého, chia semen, bambusové a citrusové vlákniny, nopálové, žaludové a kaštanové mouky. Dvousložkový soubor byl tvořen pšeničnou moukou a přídavkem některé netradiční plodiny v koncentraci 2,5 %, 5 % a 10 %. Vícesložkový soubor měl třísložkové a čtyřsložkové složení, kde koncentrace netradičních složek byla 0,5 %, 1 % a 5 %. Hodnocení kompozitních směsí se provedlo za pomoci technologických zkoušek a podle interního postupu VŠCHT byla sledována spotřebitelská kvalita pečiva. Z výsledků zkoušek vyplývá, že přídavky netradičních semen k pšeničné mouce zvyšují obsah vlákniny a zlepšují tvar (klenutost) finálního produktu. Výrobky s nižší koncentrací netradičních plodin odpovídají spotřebitelské kvalitě pečiva vyrobeného pouze z pšeničné mouky. Vyšší přídavek v určitých případech negativně ovlivnil senzorický profil produktu. Ze spotřebitelského hlediska se jeví pro užití do pekařských výrobků nejlépe přídavek 5 % bambusové vlákniny nebo 5 % hnědých semen chia.

124 Nové formy konopných produktů pro potravinářské užití Bc. Anna Horáčková (M1) Školitel: Doc. Ing. Marie Hrušková, CSc. Cílem předložené práce bylo sledovat užití kompozitní směsi mouky a konopných produktů v pekárenských výrobcích a určit vliv jednotlivých produktů na konečný výrobek. Jednodruhová kompozitní směs obsahovala pšeničnou mouku a list, květ nebo mleté semeno konopí od odrůd Finola a Bialobrzeskie, každý přídavek činil 2 %. Byla testována i směs mouky, květu a semene (2 + 2 %). Hodnocení bylo provedeno pomocí zkoušek technologických (číslo poklesu, Zelenyho test) a reologických (farinograf, extenzograf, amylograf), pomocí pekařského pokusu a senzoricky. Bylo zjištěno, že botanické části měly pozitivní vliv na technologické vlastnosti (a mohly by tedy být použity k jejich zlepšení i u jiných cereálních výrobků), ale zhoršovaly senzorické vlastnosti obtížně přijatelná by mohla být hlavně zelená barva výrobku. Přídavek konopného semene měl opačný účinek. Při použití květu a semene zároveň byly negativní senzorické vlastnosti částečně potlačeny a zároveň byl zachován pozitivní vliv na technologické vlastnosti.

125 Uplatnění různých druhů vlákniny do vypichovaných sušenek Bc. Aneta Frydrychová (M1) Školitel: Ing. Ivan Švec, PhD. Cílem předložené práce bylo sledovat vliv přídavků vybraných netradičních plodin na technologické znaky kompozitních směsí a na charakteristiky vypichovaných sušenek. Dvousložkové kompozitní směsi obsahovaly jako základ pšeničnou mouku hladkou světlou, ke které bylo přidáno pět netradičních plodin ve výši 2,5; 5 a 10 %. Vícesložkové směsi byly tvořeny pšeničnou moukou hladkou světlou a kombinací vláknin z netradičních složek v přídavcích 5+5 %, 5+5+0,5 % a %. Pro hodnocení byly stanoveny analytické znaky mouky a vzorků a reologické znaky mouky. Byl vypočten obsah vlákniny kompozitních směsí. Laboratorní výroba vypichovaných sušenek proběhla dle interního modelu Cereální laboratoře VŠCHT Praha. Dále bylo provedeno hodnocení vlivu přídavku netradičních plodin, měření barvy a statistické vyhodnocení naměřených dat. Bylo zjištěno, že netradiční plodiny jsou vhodné pro fortifikaci pšeničné mouky díky zvýšení obsahu všech složek vlákniny pro všechny směsi. Analytické znaky byly ovlivněny příznivě i nepříznivě a ze senzorického hlediska byla většina sušenek srovnatelná s pšeničným standardem.

126 Využitelnost živin u vybraných typů alternativní výživy Bc. Eliška Růžičková (M1) Školitel: doc. Ing. Jan Pánek, CSc Cílem předkládané práce bylo zhodnocení výživové hodnoty čtyř typů alternativní výživy, konkrétně veganské stravy, makrobiotiky, raw stravy a paleo diety. U těchto druhů stravování byla posuzována využitelnost vybraných živin v závislosti na nadbytku jiných živin a případný nedostatek živin. Teoretická část byla zaměřena na popis alternativních diet a na význam vlákniny a polyfenolů ve výživě. Pozornost je věnována také základním živinám a vitaminům. V experimentální části byl proveden výpočet energetických hodnot a obsahu základních živin ve vybraných pokrmech. S využitím analytických metod byl stanoven obsah bílkovin, tuků, sacharidů, mastných kyselin a sušiny, a následně porovnán s vypočtenými hodnotami. Ukázalo se, že u veganské stravy byl zjištěn nižší obsah bílkovin a tuku, a vyšší obsah sacharidů, vlákniny a nenasycených mastných kyselin. U makrobiotiky bylo prokázáno, že obsah bílkovin je nižší než doporučený příjem. Vzhledem k tomu, že základem makrobiotiky jsou obiloviny, strava obsahuje vyšší obsah sacharidů včetně vlákniny. Raw strava se ukázala jako strava s vyšším obsahem tuku a nízkým obsahem bílkovin a sacharidů. U paleo diety byl zjištěn vysoký obsah bílkovin a tuků, vyšší obsah nasycených mastných kyselin než u ostatních diet, a velmi nízký obsah sacharidů.

127 Fyzikálně-chemické vlastnosti a využití celozrnných mouk Bc. Alžběta Mandová (M2) Školitel: Ing. Pavel Skřivan, CSc. Žitné mlýnské produkty mají odlišné fyzikálně-chemické vlastnosti, které souvisí s jejich odlišným chováním a využitím v pekárenské výrobě. Chemickými komponenty žitné obilky jsou škrob, bílkoviny a neškrobové polysacharidy, a to hlavně arabinoxylany, β- glukany, fruktany a celulosa. Žitná obilka dále obsahuje fenolové sloučeniny a antinutriční látky, jako jsou kyselina fytová, taniny, saponiny a inhibitory enzymů. Při mletí žita je využíváno jednoduššího schématu než při mletí pšenice. Zrno žita je tenčí, tvrdší, má větší soudržnost obalových vrstev a endospermu, proto se jádro hůře odděluje, a tudíž mechanické drcení a vymílání endospermu musí být intenzivnější, s větším přítlakem a střihem. Na vytvoření nosné struktury žitného těsta se podílí makromolekuly bílkoviny prostorově provázané kyselinou ferulovou s makromolekulami arabinoxylanů. Tím vzniká arabinoxylanovo-bílkovinná síť, která, včetně zbobtnalých škrobových zrn, zadržuje kypřicí plyn, umožňuje vytváření objemu žitného těsta a pečiva, a tím do značné míry nahrazuje funkci lepku v pšeničném těstě. Z hlediska výživy je žito a žitné produkty významným zdrojem vlákniny a dalších biologicky aktivních látek. Cílem práce bude zhodnocení kvality různých typů žitných mouk a jejich vliv na vlastnosti těsta a pekařského výrobku.

128 Porovnání chemického a mikrobiologického složení různých cereálních kvasů Bc. Barbora Tobolová (M2) Školitel: Ing. Marcela Sluková, PhD. Cereální kvasy se v současné době těší zájmu jak ze strany spotřebitele, tak výrobce potravin. Jejich použití ovlivňuje nutriční kvalitu, senzorické vlastnosti, strukturu i trvanlivost pekařských výrobků. Fermentace primárních cereálních produktů se skládá z řady složitých procesů za účasti bakterií mléčného kvašení a kvasinek. Porozumění těmto procesům a možnost tyto procesy ovlivnit je tudíž určujícím faktorem pro správnou technologii výroby kvasů. Práce bude zaměřena na sledování vlastností kvasů připravených z různých druhů obilovin, neboť použitá obilovina má stěžejní vliv na vlastnosti kvasu, ale také na nutriční a senzorické vlastnosti finálního pekařského výrobku. U kvasů vedených za přesně definovaných podmínek bude zjišťována titrační kyselost, ph, obsah organických kyselin a těkavých látek. Dále bude proveden mikrobiologický rozbor, budou stanoveny jednotlivé skupiny mikroorganismů a sledována jejich antifungální aktivita. Vybrané kvasy budou použity do receptury pekařského výrobku. U pekařského výrobku bude sledována jeho trvanlivost a proces stárnutí.

129 Sledování obsahu rezistentního škrobu ve vybraných cereálních výrobcích. Bc. Markéta Líbenková (M2) Školitel: Ing. et Ing. Lucie Jurkaninová, PhD. Rezistentní (nestravitelný) škrob je frakce, která odolává trávení a vstřebávání při průchodu horní částí gastrointestinálního traktu. V nezměněné podobě se dostává do tlustého střeva, kde je působením mikroorganismů fermentován na mastné kyseliny s krátkým alifatickým řetězcem. Tyto kyseliny zlepšují funkci střev a slouží jako zdroj energie pro buňky tlustého střeva. Rezistentní škrob je spojen se zdravotními výhodami prostřednictvím lepší kontroly hladiny glukózy v krvi a prebiotickými účinky podporujícími růst prospěšné střevní mikroflóry. Studie se zabývá sledováním obsahu rezistentního škrobu ve vybraných cereálních výrobcích. Stanovuje se enzymovou metodou. Princip spočívá v hydrolýze škrobu na D-glukózu pomocí enzymu amyloglukosidázy. Obsah rezistentního škrobu se stanoví spektrofotometricky, jako D- glukóza, jejíž obsah v roztoku je přímo úměrný obsahu rezistentního škrobu ve vzorku. Ke stanovení se používá komerční kit Megazyme. Postup experimentální práce vychází z metod AOAC , AACC a Codex Type II.

130 Sacharidy chemie a technologie MÍSTO: B11 KOMISE doc. Ing. Evžen Šárka, CSc. (předseda) Ing. Svatopluk Henke, PhD. doc. Andrej Sinica, PhD. Ing. Petra Smrčková, PhD. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Mgr. Veronika Pourová (M2, BSc. Ingemar Gröön) Sledování procesu karamelizace ve vybraných sirupech a cukerných roztocích 09:00 Bc. Lucie Třešňáková (M1, Doc. Mgr. Andrej Sinica, PhD.) Strukturní analýza polysacharidových frakcí z dřevokazné houby Ganoderma resinaceum 09:00 Bc. Tereza Plojharová (M2, prof. Ing. J. Čopíková, CSc.) Stanovení celkových cukrů a uronových kyselin v rostlinných materiálech 09:00 Bc. Tomáš Svoboda (M1, Ing. Svatopluk Henke, Ph.D.) Separace polysacharidových hydrolyzátů pomocí kontinuální chromatografie 09:00 Bc. Lenka Moravcová (M2, Doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.) Použití zesíťovaného fosforečnanu škrobu v cereálním výrobku 09:00 Bc Martina Matisková (M1, doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D.) Složení a struktura polysacharidů netradičních plodin 09:00 Bc. Vojtěch Ješina (M1, Ing. Svatopluk Henke Ph.d.) Izolace monosacharidů z potravin pomocí chromatografických metod

131 09:00 Bc. Natália Palugová (M2, Ing. Vladimír Pour, CSc., Ing. Andrea Hinková, Ph.D.) Extrakce polyfenolů pomocí membránových separačních procesů vyhlášení výsledků

132 Sledování procesu karamelizace ve vybraných sirupech a cukerných roztocích Mgr. Veronika Pourová (M2) Školitel: BSc. Ingemar Gröön Karamelizace je komplexní reakce cukrů za vysoké teploty. Může být ovlivněna mnoha faktory, jako je teplota, ph, použitý materiál či tlak. Není zveřejněno mnoho studií, které by popisovaly konkrétní průběh reakce za daných podmínek, protože postupy výroby karamelu jsou často výrobními tajemstvími podniků. V této práci jsou sledovány vlastnosti karamelových sirupů připravených z roztoku cukru, invertního cukru a glukózy různé koncentrace zahřívaných na teplotu 105 C po dobu 2-48 hodin bez úpravy a s úpravou ph. Hodnocena je sušina refraktometricky, ph roztoku, barva spektrofotometricky a obsah sacharózy polarimetricky. Senzoricky je hodnocena podobnost výsledných sirupů s konkurenčním produktem. Studie ukázala, že úprava ph před zahřátím umožňuje rychlejší formaci karamelové barvy a vůně a nižší zákal výsledného produktu. Při periodické úpravě ph je zamezeno poklesu ph pod určitou hodnotu, která je klíčová pro vznik zákalu typického pro tmavě zbarvené karamelové sirupy. Tento postup je možné použít i pro výrobu velmi tmavé melasy.

133 Strukturní analýza polysacharidových frakcí z dřevokazné houby Ganoderma resinaceum Bc. Lucie Třešňáková (M1) Školitel: Doc. Mgr. Andrej Sinica, PhD. Cílem této studie byla izolace polysacharidových frakcí z plodnic dřevokazné houby Ganoderma resinaceum, ověření jejich čistoty a složení pomocí vhodných analytických metod. K izolaci frakcí bylo použito několik extrakčních kroků: extrakce studenou a vroucí vodou, následně extrakce pomocí roztoku 1 M NaOH. Pro dosažení čistoty a frakcionace byly využity přečišťovací mezikroky, zejména enzymatické odstranění bílkovin (pepsin, pronasa) a odstranění barviv pomocí H 2 O 2. K určení čistoty a složení byly použity spektroskopické a separační metody: FT-IR, FT-Ramanova a NMR spektroskopie, organická elementární analýza a plynová chromatografie. Celkem byly získány čtyři vysokomolekulární frakce (F1, F2, F3, F4) s majoritním zastoupením polysacharidů. Hlavní složkou všech polysacharidů byla glukosa; mannosa a galaktosa tvořily v případě frakce F1 významné složky polysacharidu, ostatní cukry měly minoritní zastoupení. Organická elementární analýza prokázala velmi nízká residua bílkovin a vyšší obsah síry byl způsoben použitím DMSO. Frakce F1 byla složena z mannogalaktanu a glukanů, F2 obsahovala převážně β-glukany, F3 byla identifikována jako směs α a β- glukanů a F4 jako chitin-glukanový komplex.

134 Stanovení celkových cukrů a uronových kyselin v rostlinných materiálech Bc. Tereza Plojharová (M2) Školitel: prof. Ing. J. Čopíková, CSc. Předmětem práce je stanovení celkových cukrů a uronových kyselin v rostlinných materiálech, a to konkrétně v rakytníku a mořské řase kelpa. Rakytník je součástí potravinových doplňků a užívá se kvůli jeho účinné látce pektinu a dále vitaminu C. Rakytník obsahuje řadu cukrů, avšak středem zájmu jsou polysacharidy, zejména pektiny, které jsou složené z částečně methylované polygalakturunové kyseliny. Mořská řasa kelpa je také součástí mnoha potravinových doplňků a její užívání slibuje řadu příznivých účinků na lidský organismus. Kelpa obsahuje řadu minerálů a stopových prvků. Doplňky stravy z kelpy by měly být pro náš organismus největším přírodním zdrojem jódu. Kelpy patří mezi hnědé mořské řasy, které jsou bohaté na sulfátované polysacharidy. Hlavním sulfátovaným polysacharidem v hnědých řasách je fukoidan. Dále obsahují algináty a laminariny. Celkové cukry byly stanoveny pomocí orcinové metody, jejíž reakce spočívá v hydrolýze materiálu v silně kyselém prostředí a reakcí produktů hydrolýzy s orcinem. Obsah uronových kyselin byl stanoven podobně po kyselé hydrolýze a reakcí produktů hydrolýzy s 3-hydroxybifenylem.

135 Separace polysacharidových hydrolyzátů pomocí kontinuální chromatografie Bc. Tomáš Svoboda (M1) Školitel: Ing. Svatopluk Henke, Ph.D. Práce se zabývá možnostmi chromatografické separace hydrolyzátů guarové gumy s cílem izolovat monosacharidy galaktosu a mannosu. Vzorky guarové gumy (Guar CPS 5000, Vega provita s.r.o., ČR) byly nejprve kysele hydrolyzovány a vzniklý roztok hydrolyzátu separován na dvou typech iontoměničů, anexu (Dowex 550A, Dow, USA, Cl/OH forma) a katexu (Amberjet 1500H, Rohm und Haas, Německo, Ca forma). Současně byly testovány na separaci i modelové roztoky hydrolyzátů obsahujících pouze čistou galaktosu a mannosu. Sledovala se účinnost separace na základě výsledků analýz HPAEC/PAD jednotlivých frakcí na obsah galaktosy a mannosy. Chromatogramy byly poté v prostředí Aspen Chromatography vyhodnoceny oproti rovnovážnému disperznímu modelu a identifikovány modelové parametry, které tvořily podklad pro simulace kontinuálního chromatografického procesu programem SMBmodel v prostředí Matlab. Z výsledků vyplývá vhodnost diskontinuální i kontinuální chromatografické separace na anexovém sorbentu.

136 Použití zesíťovaného fosforečnanu škrobu v cereálním výrobku Bc. Lenka Moravcová (M2) Školitel: Doc. Ing. Evžen Šárka, CSc. Zesíťovaný škrob vzniká reakcí škrobových makromolekul s látkami, které mají více než jednu reaktivní skupinu. U zesíťovaného fosforečnanu je reaktivní látkou trimetafosfát. Cílem práce bylo zjistit vliv přídavku různého množství laboratorně připraveného zesíťovaného fosforečnanu škrobu (CS11/48) na senzorické a fyzikální vlastnosti a na obsah rezistentního škrobu v chlebu. Pro stanovení obsahu rezistentního škrobu byl použit set Megazyme Resistant Starch Assay Procedure od firmy Megazyme Dále byl stanoven objem chleba, penetrace střídy a sušina v průběhu skladování. Používané směsi škrobu a mouky byly proměřeny na rheometru RVA 4500 a proběhlo senzorické hodnocení chleba. Byly provedeny laboratorní rozbory upečených chlebů s přídavkem různého množství zesíťovaného fosforečnanu škrobu CS11/48. Objem a penetrace střídy chleba klesaly s rostoucím přídavkem škrobu. Podle senzorického hodnocení vyšel nejlépe 5% přídavek škrobu. Nejvyšší množství rezistentního škrobu bylo zjištěno u 15% přídavku (2,2 g/100 g suš). Podle RVA analýzy teplota mazovatění do 10 % přídavku klesala a od 15% narůstala až na teplotu 88 C. Maximální viskozita se s narůstajícím přídavkem snižovala. Konečná viskozita s nárůstem přídavku nad 10 % klesala, ale nejnižší byla pro 5% přídavek CS11/48.

137 Složení a struktura polysacharidů netradičních plodin Bc Martina Matisková (M1) Školitel: doc. Mgr. Andrej Sinica, Ph.D. Cílem této práce byla izolace polysacharidových frakcí, jejich následná analýza byla provedena pomocí vybraných spektroskopických, spektrofotometrických a separačních metod. Byly vybrány tři netradiční plodiny, a to moruše černá (Morus nigra), dřín obecný (Cornus mas) a divoká cibule (Allium mongolicum). Tyto rostliny jsou zajímavé pro potenciální využití v potravinářství a farmaceutickém průmyslu díky obsahu vitaminů, polyfenolů a dalších biologicky aktivních látek. Polysacharidové složení jejich plodů a jiných orgánů je nedostatečně zkoumáno. Frakce z plodu M. nigra a C. mas a z trávy A. mongolicum obsahující pektiny, hemicelulózy a celulózu byly izolovány vícekrokovou extrakcí horkou vodou a roztokem NaOH. K analýze jednotlivých frakcí byla použita FTIR a FT Ramanova spektroskopie. Dále byl stanoven obsah uronových kyselin a celkový obsah cukrů pomocí spektrofotometrických metod. Monosacharidové složení frakcí bylo stanoveno pomocí totální hydrolýzy a plynové chromatografie. Získané výsledky ukazují na výrazné rozdíly v polysacharidovém složení buněčných stěn uvedených rostlin a čistotě izolovaných frakcí.

138 Izolace monosacharidů z potravin pomocí chromatografických metod Bc. Vojtěch Ješina (M1) Školitel: Ing. Svatopluk Henke Ph.d. Práce je zaměřena na separaci monosacharidů z vybraných vzorků karobu pomocí chromatografických metod. Mezi předpokládané separované monosacharidy patří galaktosa a mannosa. Vzorky Karob prášek světlý bio (Country Life s.r.o., ČR) a Karob svatojánský chléb v prášku Bio, RAW (Greenspol s.r.o., ČR) byly nejprve hydrolyzovány kyselinami HCl a H 2 SO 4 při třech různých koncentracích. Následně byla provedena separace monosacharidů na kolonách XK16/40 (GE, USA) se dvěma sorbenty, katexu Amberjet 1500 H (Rohm and Haas, Germany) a anexu Dowex 550A (Dow, USA). Získané frakce při preparativní separaci byly analyzovány vysoko-účinným kapalinovým chromatografem Dionex DX-600 (Dow, USA) s amperometrickou detekcí. Získané preparativní chromatogramy byly následně vyhodnocovány na čistotu a výtěžek v programu MS Excel a pomocí software Aspen Chromatography TM byla provedena identifikace rovnovážného disperzního modelu s lineární izotermou a tak vytvořena databáze modelových parametrů pro každé preparativní měření.

139 Extrakce polyfenolů pomocí membránových separačních procesů Bc. Natália Palugová (M2) Školitel: Ing. Vladimír Pour, CSc., Ing. Andrea Hinková, Ph.D. Membránové vědy představují důležitou roli v potravinářském průmyslu. Jejich charakteristická účinnost, operativní jednoduchost a selektivita mají význam při průmyslové produkci. Membránové technologie umožňují zpracovávat syrové, obnovitelné či vedlejší produkty. Znamenají rovněž ekonomické řešení průmyslového zpracování surovin. Výhodou je průběh separace za mírných fyzikálních podmínek a omezení použití chemických aditiv či průběh fázových změn. Polyfenoly jsou označované jako fytochemikálie (tzv. látky rostlinného původu). Je prokázané, že, polyfenolické látky jsou důležité při prevenci degenerativních a neurodegenerativních onemocnění. Mají též antioxidační vlastnosti. Podílejí se na barvě, chuti a nutričních vlastnostech ovoce a zeleniny. Separační membrány představují metodu vhodnou k separaci polyfenolických látek vzhledem k jejich stabilitě.

140 Ústav analýzy potravin a výživy (323) ÚSTAVNÍ KOORDINÁTOR Ing. Martina Vlčková SEZNAM SEKCÍ 1. Chemie a analýza potravin A 2. Chemie a analýza potravin B 3. Chemie a analýza potravin C 4. Chemie a analýza potravin D 5. Chemie a analýza potravin E

141 SPONZOŘI SEKCE ÚSTAVU ANALÝZA POTRAVIN A VÝŽIVY

142 Chemie a analýza potravin A MÍSTO: B 159 KOMISE prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. (předseda) Ing. Jaromír Hradecký, Ph.D. Ing. Monika Tomaniová, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Kamila Bechyňská (B3, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Lipidomika jako nástroj pro biomonitoring environmentálně znečištěných lokalit 09:20 Bc. Tímea Borbášová (M2, doc. Ing. Jan Pánek, CSc.) Obsah hlavních živin a zastoupení mastných kyselin v tukové složce vybraných druhů ryb a výrobků z nich. 09:40 Bc. Aneta Bumbová (M2, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Mykotoxiny a rezidua pesticidů v krmivech pro domácí zvířata 10:00 Bc. Anna Debřičková (M2, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Screening biologicky aktivních látek konopí setého 10:20 Bc. Barbora Dušičková (M2, doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D) Optimalizace detekce pro stanovení legislativně regulovaných mykotoxinů s využitím vysokorozlišovací tandemové hmotnostní spektrometrie 10:40 Bc. Aneta Eisová (M1, Ing. Jaromír Hradecký, Ph.D.) Stanovení těkavých látek v tuzemském rumu pomocí SPME-GC-TOF-MS 11:00 Bc. Anna Fleglová (M2, doc. Dr. Ing. Karel Cejpek) Karbonylové produkty transformace cukrů v nápojích

143 11:20 Bc. Mariya Glushchenko (M1, doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D.) Bezpečnost dětské výživy z pohledu výskytu mykotoxinů vyhlášení výsledků

144 Lipidomika jako nástroj pro biomonitoring environmentálně znečištěných lokalit Kamila Bechyňská (B3) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Lipidomika je rozvíjející se věda, která analyzuje celkové složení lipidů a jejich biologickou funkci. Je známo, že lipidom je ovlivňován vnitřními faktory (fyziologický stav) i vnějšími faktory (dieta) a jeho složení tak může být indikátorem pro vážná onemocnění. Cílem tohoto projektu bylo vyhodnotit, zda má kvalita životního prostředí vliv na lipidom, a případně nalézt konkrétní lipidy, jejichž výskyt je se znečištěným prostředí přímo spojen. Analyzované vzorky krevní plasmy pocházely ze dvou lokalit v ČR Českých Budějovic (zástupce čistého ovzduší) a Karviné (zástupce znečištěného ovzduší). Vzorky byly po precipitaci proteinů změřeny pomocí UHPLC-HRMS techniky a následně byl tento soubor podroben lipidomickému fingerprintingu a profilování oxidovaných lipidů pomocí programů Progenesis a Agilent Profinder.

145 Obsah hlavních živin a zastoupení mastných kyselin v tukové složce vybraných druhů ryb a výrobků z nich. Bc. Tímea Borbášová (M2) Školitel: doc. Ing. Jan Pánek, CSc. Ryby a rybí výrobky jsou vysoce ceněnou potravinovou komoditou kvůli jejímu nutričnímu složení. Rybí sval obsahuje vysoce kvalitní a snadno stravitelné bílkoviny, výhodné složení tuků a mnoho důležitých mikroživin, jako je vitamin D a E a další. Obsah tuku v rybách a hlavně v jejich výrobcích je velmi variabilní a může se pohybovat v rozmezí od 0,5 do 58 %. Složení mastných kyselin v rybím tuku závisí na mnoha faktorech. Z tohoto důvodu existuje obrovský rozdíl ve složení mastných kyselin mezi sladkovodní a mořskou rybou. Ryby a rybí výrobky obsahují významná množství polynenasycených mastných kyselin, zejména n-3 mastných kyselin. Z tohoto důvodu jsou stále častěji doporučovány pro lidskou spotřebu. Tato studie je zaměřena na hodnocení vybraných živin v mořských rybách a rybích výrobcích na českém trhu. Analyzovanými parametry jsou bílkoviny, tuky, sušina, složení mastných kyselin a obsah a složení tokoferolů (vitamin E). Cílem je zhodnotit přínosy těchto výrobků pro lidskou stravu z nutričního hlediska.

146 Mykotoxiny a rezidua pesticidů v krmivech pro domácí zvířata Bc. Aneta Bumbová (M2) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Krmiva pro domácí mazlíčky se v současné době dostávají do popředí zájmu nejen chovatelů, ale i výrobců, a jejich prodej neustále roste. Hlavními složkami krmiv pro domácí zvířata dostupných v maloobchodní síti jsou suroviny rostlinného původu, s nimiž se do finálních produktů mohou dostat např. mykotoxiny, toxické sekundární metabolity vláknitých mikromycet, rezidua agrochemikálií a další potenciální kontaminanty, které vykazují škodlivé účinky na zdraví domácích zvířat. Cílem této studie bylo zhodnocení míry kontaminace krmiv pro domácí zvířata mykotoxiny a rezidui pesticidů. Celkem 35 vzorků krmiv pro psy, hlodavce a ptactvo z tržnísítě ČR bylo analyzováno s využitím zavedené a validované analytické metody pro stanovení širokého souboru různých tříd mykotoxinů (n = 57) a reziduí pesticidů (n = 390). Pro izolaci analytů byla využita modifikovaná metoda QuEChERS, separace a detekce analytů byla provedena pomocí ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostní spektrometrií (U-HPLC HRMS/MS). V celém souboru analyzovaných vzorků bylo detekováno 63 kontaminantů, z toho 17 mykotoxinů(nejčastěji enniatiny a alternariové mykotoxiny) a 46 reziduí pesticidů (biocidy či insekticidy).

147 Screening biologicky aktivních látek konopí setého Bc. Anna Debřičková (M2) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Konopí seté (Cannabis sativa L.) je rostlina nacházející uplatnění jako zdroj průmyslových vláken, poživatina a v neposlední řadě také v medicíně. Pryskyřice konopí setého je velice komplexní matricí obsahující rozmanité sekundární metabolity s různou biologickou aktivitou. Mezi tyto látky patří nejen fytokanabinoidy, ale také terpenoidy, flavonoidy, lignany, uhlovodíky, mastné kyseliny, dusíkaté látky a nekanabinoidní fenoly. Cílem práce je ve dvou vzorcích konopné pryskyřice odlišného profilu obsažených kanabinoidů provést screening biologicky aktivních látek se zaměřením na nekanabinoidní sloučeniny. Pro tento účel byla provedena analýza pomocí ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií s analyzátorem typu QTOF a s iontovou mobilitou. Na základě literatury byla vytvořena databáze 153 potenciálně přítomných nekanabinoidních látek a jejím porovnáním s naměřenými daty byly postupně identifikovány jednotlivé sloučeniny. Detekované látky z databáze byly především ze skupiny terpenoidů, flavonoidů a nekanabinoidních fenolů. Pozornost byla dále zaměřena na isomery takových látek, u nichž dochází ke koeluci na chromatografické koloně, neboť se předpokládá jejich případná separace ve třetí dimenzi při zapojení iontové mobility.

148 Optimalizace detekce pro stanovení legislativně regulovaných mykotoxinů s využitím vysokorozlišovací tandemové hmotnostní spektrometrie Bc. Barbora Dušičková (M2) Školitel: doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D Mykotoxiny jsou toxické nízkomolekulární sekundární metabolity některých druhů mikroskopických vláknitých hub. Jedná se o relativně stabilní molekuly, které je obtížné odstranit klasickými potravinářsko-zpracovatelskými technologiemi, a proto mohou vstupovat až do finálních produktů potravního řetězce. Mezi základní producenty mykotoxinů patří plísně rodu Aspergillus, Penicillium a Fusarium. Přítomnost mykotoxinů je nutné v zemědělských surovinách, potravinách i hospodářských krmivech pečlivě monitorovat, a to z důvodu negativních účinků na zdraví konzumenta. Cílem této práce bylo optimalizovat analytickou metodu pro stanovení legislativně regulovaných mykotoxinů (aflatoxiny B1, B2, G1, G2, ochratoxin A, deoxynivalenol zearalenon, fumonisiny B1 a B2 a T-2 a HT-2 toxiny) s využitím moderní techniky ultraúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostně spektrometrickou detekcí (U-HPLC-HRMS/MS) s analyzátorem typu Q- Orbitrap. Hlavním zaměřením této studie bylo optimalizovat podmínky detekce HRMS/MS, a tak získat metodu s ideálními detekčními parametry a ionizačními podmínkami pro každý stanovovaný analyt. V rámci finálního nastavení bylo dosaženo všeobecného zlepšení kvality odezev pro 7 analytů z celkem 11 stanovovaných v rozsahu od 5 do 185 %.

149 Stanovení těkavých látek v tuzemském rumu pomocí SPME-GC-TOF-MS Bc. Aneta Eisová (M1) Školitel: Ing. Jaromír Hradecký, Ph.D. V České republice se dochucením potravinářského lihu tradičně vyrábí alkoholický nápoj označovaný jako tuzemák. Charakteristickou chuť a vůni, k jeho aromatizaci používané rumové tresti, tvoří komplexní směs několika skupin látek připravovaných destilací ethanolu, dřevního octa, koncentrované kyseliny sírové a oxidu manganičitého. Zdravotní rizika konzumace rumové tresti v nedávné době hodnotili odborníci z Evropského úřadu pro bezpečnost potravin s konstatováním možné karcinogenity a genotoxicity u látek ethanol, acetaldehyd a furan. Cílem této práce je stanovení obsahu furanu a vyhodnocení celkového fingerprintu těkavých látek ve 20 vzorcích tuzemáku a řadě vzorků rumové tresti. Pro realizaci výše uvedeného byla provedena optimalizace analytické techniky skládající se z mikroextrakce na tuhou fázi spojené s plynovou chromatografií a hmotnostně spektrometrickou detekcí využívající nízko i vysokorozlišovací analyzátor doby letu. Obsah furanu ve vzorcích stanovený metodou standardního přídavku se pohyboval v rozmezí jednotek až stovek µg/kg.

150 Karbonylové produkty transformace cukrů v nápojích Bc. Anna Fleglová (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Karel Cejpek Slazené nealkoholické nápoje a sirupy patří k oblíbeným potravinářským produktům. Především ve sladkých nápojích je sacharosa často nahrazována sirupy, které začaly být široce používané vlivem jejich nižší ceny, kapalnému skupenství a vyšší stabilitě v kyselém prostředí. Mezi nejčastější chemické reakce cukrů řadíme ty transformace cukrů, během kterých dochází ke vzniku reaktivních karbonylových sloučenin; v nápojích se jedná především o karamelizaci. Mezi reaktivní karbonylové produkty řadíme především α-dikarbonylové sloučeniny a deriváty karbaldehydu. α-dikarbonylové sloučeniny jsou vysoce reaktivní elektrofilní činidla, která mohou mimo jiné reagovat s řetězci proteinů, a tím snižovat jejich nutriční hodnotu. V prostředí in vivo modifikují bílkoviny a jejich funkce, za vzniku konečných produktů pokročilé glykace (AGEs). Karbaldehydové sloučeniny jsou zároveň markery kvality tepelného ošetření potravin. Můj výzkumu byl zaměřen na analýzu dlouhodobě skladovaných vzorků limonád a sirupů. Stanovovala jsem u nich jednak redukující sacharidy a sacharosu, jako prekurzory dikarbonylových sloučenin. Druhá část mého výzkumu byla věnována sledování změn v koncentracích a spektru samotných dikarbonylových a karbaldehydových sloučenin.

151 Bezpečnost dětské výživy z pohledu výskytu mykotoxinů Bc. Mariya Glushchenko (M1) Školitel: doc. Ing. Milena Stránská, Ph.D. V dnešní době lze v potravinách detekovat značné množství různých druhů kontaminantů, které nepříznivě ovlivňují jejich kvalitu a zdravotní stav konzumentů. Jedním z mnoha faktorů nebezpečí je výskyt sekundárních metabolitů plísní mykotoxinů. Nejpřísněji legislativně regulovanými komoditami jsou zpracované obilné, ovocné a zeleninové příkrmy pro kojence a malé děti kvůli vysoké zranitelnosti této spotřebitelské skupiny. Cílem práce bylo zhodnocení míry kontaminace mykotoxiny ve vzorcích dětské výživy: v cereálních křupkách (n=21) a zeleninových příkrmech (n=12). 57 cílových analytů bylo ze vzorků extrahováno metodou QuEChERS, vlastní měření bylo provedeno pomocí ultra-účinné kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostněspektrometrickou detekcí U-HPLC-MS/MS. Ve vzorcích křupek bylo detekováno 10 mykotoxinů v rozsahu koncentrací od 0,91 µg/kg do 942,25 µg/kg. 43 % vzorků bylo pozitivní na alespoň jeden mykotoxin a jeden vzorek překročil maximální legislativní limit pro kukuřičné příkrmy pro kojence a malé děti o 468 %, pro kukuřičné svačinky o 42 % a pro kukuřičné potraviny určené k přímé spotřebě o 13,6 %. Veškeré nálezy mykotoxinů v příkrmech byly velmi nízké, těsně nad mezí stanovitelnosti daných analytů a žádný z nich není zatím legislativně regulován.

152 Chemie a analýza potravin B MÍSTO: B 31 KOMISE prof. Dr. Ing. Jan Poustka (předseda) prof. Dr. Ing. Richard Koplík Ing. Marie Suchanová, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Dana Hájková (M2, Ing. Lucie Drábová, Ph.D.) Optimalizace metody pro stanovení pesticidů v konopí pomocí plynové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií 09:20 Bc. Lucie Horáčková (M1, doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.) Metabolity ftalátů a látky DINCH v moči matek a dětí 09:20 Bc. Petra Hrůšová (M2, doc. Dr. Ing. Marek Doležal) Nutriční hodnocení potravinářských výrobků se ztuženými tuky 10:00 Bc. Lucie Chytilová (M2, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Sledování degradačních produktů esterů 3-MCPD při tepelné přípravě potravin 10:20 Bc. Miroslava Jeřábková (M2, doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.) Zhodnocení expozice člověka organofosfátovými retardéry hoření na základě analýzy prachu vnitřního prostředí 10:40 Bc. Ingrid Joachimsthalová (M2, doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph. D.) Hodnocení dietární expozice organickým kontaminantům 11:00 Bc. Jana Kotschwarová (M2, Ing. Marie Suchanová, Ph.D.) Ověření autenticity biovín

153 11:20 Bc. František Krátký (M2, Ing. Monika Tomaniová, Ph.D.) Využití superkritické fluidní chromatografie pro analýzu pesticidů v potravinách vyhlášení výsledků

154 Optimalizace metody pro stanovení pesticidů v konopí pomocí plynové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií Bc. Dana Hájková (M2) Školitel: Ing. Lucie Drábová, Ph.D. Pesticidy jsou látky s širokým spektrem chemicko-fyzikálních vlastností, které se využívají na ochranu plodin před škůdci. Jednou z těchto plodin, na kterou se v posledních letech zaměřuje stále více pozornosti, je konopí. Spektrum pro využití konopí je velmi široké od farmaceutického průmyslu až po průmysl potravinářský. Je tedy třeba vyvinout takové metody, které budou schopny zajistit kvalitu a bezpečnost těchto produktů a minimalizovat tak rizika spojená s jejich využitím. Stanovení reziduí pesticidů v těchto produktech je problematické vzhledem k velkému počtu látek, zejména terpenoidů, které mohou interferovat s cílovými analyty a znesnadňovat tak jejich stanovení. Cílem této práce bylo optimalizovat a validovat metodu pro stanovení více než 250 reziduí pesticidů v konopí pomocí GC - MS/MS. K extrakci cílových analytů byla použita metoda QuEChERS v kombinaci s různými způsoby přečištění. Testováno bylo přečištění pomocí dispersní SPE se sorbenty PSA, a kombinací PSA, GCB a C18, dále vymražení a SPE se sorbentem PSA. Jako nejvhodnější bylo zvoleno přečištění pomocí dispersní SPE se sorbentem PSA. Toto přečištění bylo vhodné pro více než 81 % testovaných analytů.

155 Metabolity ftalátů a látky DINCH v moči matek a dětí Bc. Lucie Horáčková (M1) Školitel: doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D. Ftaláty jsou látky používané v řadě aplikací jako změkčovadla. Jelikož nejsou na polymer vázány kovalentní vazbou, může snadno dojít k jejich uvolnění, průniku do životního prostředí a poté může dojít k expozici lidského organismu inhalací, dermální absorpcí či požitím. Některé estery ftalátů byly z důvodu negativních účinků na lidské zdraví (narušení endokrinního systému, karcinogenita) zakázány, což vedlo k zavedení nových plastifikátorů, jako di-iso-nonyl 1,2-cyklohexan dikarboxylát (DINCH). Cílém studie bylo stanovit 8 metabolitů ftalátů a 4 metabolity látky DINCH ve 240 vzorcích moči matek a jejich novorozenců z Českých Budějovic a Karviné, v období srpen-říjen 2013 a leden-duben Vzorek moči byl po enzymatické hydrolýze naředěn do methanolu, identifikace/kvantifikace cílových látek byla realizována pomocí ultra-účinné kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Medián Σ metabolitů ftalátů u matek byl 136 µg/g kreatininu a u novorozenců 141 µg/g kreatininu. Dominantním metabolitem byl mono(5-karboxy-2-ethypentyl) ftalát. Metabolity DINCH byly detekovány pouze v 11 vzorcích matek, u novorozenců nebyly zjištěny v žádném vzorku. Dominantním metabolitem DINCH ve vzorcích byl karboxy-iso-nonyl cyklohexan-1,2- dikarboxylát s mediánem 7,32 µg/g kreatininu.

156 Nutriční hodnocení potravinářských výrobků se ztuženými tuky Bc. Petra Hrůšová (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Marek Doležal Hlavní složkou tuků jsou mastné kyseliny, které se dělí do několika skupin s rozdílným vlivem na lidské zdraví. Nepříznivý účinek na lidský organismus mají především transnenasycené mastné kyseliny (TFA), nacházející se v potravinářských výrobcích s částečně ztuženými tuky. I když se od používání těchto tuků v dnešní době stále více ustupuje, a Evropská komise aktuálně řeší problematiku TFA pocházejících z průmyslových technologií v potravinách, můžeme se s nimi i nadále setkat, např. v jemném nebo v trvanlivém pečivu. V České republice vydala Společnost pro výživu výživová doporučení pro obyvatelstvo ČR, ve kterých se mimo jiné zabývá i příjmem mastných kyselin. Příjem nasycených mastných kyselin (SFA) by měl být menší než 10 % denního energetického příjmu a příjem TFA by měl být co nejnižší a neměl by překročit 1 % z celkového energetického příjmu. Cílem této práce bylo z nutričního hlediska posoudit 18 pekařských výrobků, u kterých bylo stanoveno zastoupení mastných kyselin pomocí plynové chromatografie s plamenově-ionizační detekcí. Po přepočtení obsahu SFA a TFA na 100 g výrobku bylo možné posoudit, do jaké míry dojde k naplnění tolerovaného denního příjmu konzumací daných výrobků.

157 Sledování degradačních produktů esterů 3-MCPD při tepelné přípravě potravin Bc. Lucie Chytilová (M2) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Práce byla zaměřena na monitoring degradačních produktů esterů 3-monochlorpropan-1,2-diolu (3-MCPD) během tepelného zpracování potravin. V experimentální části byl nejprve pro ilustraci zvolen deuterovaný standard 1,2- dipalmitoyl-3-mcpd-d5, který byl vystaven tepelnému záhřevu 180 C po dobu 45 minut. V modelovém systému byl sledován vliv času záhřevu na stabilitu tohoto kontaminantu a kinetika vzniku a degradace degradačních produktů. Pro identifikaci analytů byla použita ultra-účinná kapalinová chromatografie (U-HPLC) ve spojení s tandemovým hmotnostním spektrometrem typu orbitrap (orbitrap MS/MS). Další částí experimentu bylo sledování oxidačních produktů esterů 3-MCPD ve vzorcích sušenek připravených podle základní receptury a pečených 14 a 18 minut při teplotě 180 C. Při přečišťování extrahovaného tuku na sloupci silikagelu bylo odebráno 7 frakcí. Byl vytvořen seznam pravděpodobných oxidačních chlorovaných produktů diesterů 3-MCPD včetně přesných hmot. Pomocí U-HPLC ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií Q-EXACTIVE PLUS s analyzátorem typu orbitrap byly některé z nich identifikovány. Byly vytvořeny eluční profily esterů 3-MCPD a jejich identifikovaných oxidačních produktů.

158 Zhodnocení expozice člověka organofosfátovými retardéry hoření na základě analýzy prachu vnitřního prostředí Bc. Miroslava Jeřábková (M2) Školitel: doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D. Prach vnitřního prostředí představuje komplexní matrici, jež může být zdrojem mnohých kontaminujících látek. Jelikož s touto složkou přichází člověk každodenně do styku, je prach využíván pro hodnocení expozice člověka různými kontaminanty, např.: organofosfátovými retardéry hoření (OPFR). Prvním cílem studie bylo validovat již dříve vyvinutou metodu pro stanovení 15 OPFR v prachu vnitřního prostředí s využitím ultraúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Zhodnoceny byly pracovní charakteristiky metody pro studované látky: výtěžnost ( %), opakovatelnost (6 10 %) a limity kvantifikace (5 ng/g prachu). Dalším cílem bylo vyšetření 32 vzorků prachu z českých domácností na přítomnost OPFR. Detekované analyty byly nalezeny na koncentracích ng/g prachu, z nichž celkem 13 OPFR bylo přítomno ve všech vzorcích. Následně byla zhodnocena expozice dospělých jedinců a dětí, kdy byly zohledněny dva stavy: průměrný a nejvyšší příjem prachu (Ali a kol., 2013). V případě průměrného příjmu prachu byly zjištěny hodnoty v rozmezí 0,01 0,59 (dospělí) a 0,10 8,54 (děti), naopak při nejvyšším příjmu prachu by byli jedinci exponováni ve větší míře, konkrétně v rozmezí 0,02 1,48 (dospělí) a 0,39 34,57 (děti) ng/kg tělesné hmotnosti/den.

159 Hodnocení dietární expozice organickým kontaminantům Bc. Ingrid Joachimsthalová (M2) Školitel: doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph. D. Během života je člověk každodenně vystaven (inhalací, dietárně či dermálně) environmentálním kontaminantům. Tyto látky mohou mít negativní vliv na zdraví a to zejména při dlouhodobé expozici. Dieta představuje důležitou cestu příjmu sledovaných látek, kam patří polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), polychlorované bifenyly (PCB) a organochlorované pesticidy (OCP). Cílem práce bylo analyzovat duplikáty stravy (n=20) na výskyt PAU (n=24), PCB (n=8) a OCP (n=13). Jídelníčky byly sestaveny podle celodenní stravy dobrovolníků z Ústavu analýzy potravin a výživy. Analyty byly z matrice extrahovány ethylacetátem, následně byl extrakt přečištěn extrakcí na tuhou fázi (SPE) na silikagelových kolonkách. Cílové látky byly analyzovány pomocí techniky plynové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií a elektronovou ionizací (GC-EI- MS/MS). Celkové koncentrace PCB, OCP a PAU v duplikátech stravy se pohybovaly v rozmezí <0,003-0,647; <0,003-1,473 a <0,003-64,2 ng/g, v tomto pořadí. Nejčastěji byly detekovány látky: p,p'-dde, PCB 153, PCB 180, fluoranthen a pyren. Denní příjem 8 PCB, DDT a 16 PAU byl v průměru 2,80; 2,95 a 259 ng/kg t. hm./den, v tomto pořadí. Zjištěné průměrné hodnoty expozice se pohybovaly na nižších nebo obdobných hladinách, jako uvádí odborná literatura.

160 Ověření autenticity biovín Bc. Jana Kotschwarová (M2) Školitel: Ing. Marie Suchanová, Ph.D. Réva vinná je jednou z nejstarších kulturních rostlin, která se dnes pěstuje celosvětově. Tato rostlina je často napadána plísněmi, proto jsou z důvodu vyšších výnosů při produkci hroznů používány přípravky na ochranu rostlin (pesticidy). V ekologickém zemědělství je však použití pesticidů legislativně velmi omezeno. Cílem této práce bylo ověření autenticity vín z ekologické produkce prostřednictvím stanovení obsahu reziduí pesticidů a některých jejich metabolitů. Dále byl sledován obsah reziduí pesticidů a hledány další metabolity pesticidů ve vínech a hroznech z konvenční produkce. Rezidua pesticidů a jejich metabolity byly ze vzorků extrahovány pomocí metody QuEChERS. Separace, identifikace a kvantifikace reziduí byla provedena pomocí kapalinového chromatografu s hmotnostně spektrometrickým detektorem s tandemovým kvadrupólovým analyzátorem (pro analýzu mateřských pesticidů) a analyzátorem typu kvadrupól- analyzátor doby letu (pro stanovení metabolitů). Analyzováno bylo 21 vzorků vín z ekologické produkce, 10 vzorků konvenčních červených vín a 10 vzorků konvenčních hroznů zakoupených v tržní síti ČR. Všechny vzorky vyhověly obsahem reziduí pesticidů legislativě.

161 Využití superkritické fluidní chromatografie pro analýzu pesticidů v potravinách Bc. František Krátký (M2) Školitel: Ing. Monika Tomaniová, Ph.D. Zemědělské produkty jsou jednou z významných součástí diety člověka. Pěstování, zpracování i skladování plodin, z nichž jsou tyto produkty vyrobeny, je často spojeno s nutným chemickým ošetřením v podobě pesticidních přípravků. Tyto prostředky jsou hojně využívány především k hubení škůdců. Rezidua látek používaných k tomuto účelu je nutné však sledovat díky jejich nepříznivému vlivu na lidské zdraví při vyšších koncentracích. Rezidua pesticidů jsou běžně analyzovány chromatografickými technikami ve spojení s vhodným detektorem, nejčastěji hmotnostně spektrometrickým (MS). Častým problémem při analýzách mohou být potraviny s vyšším obsahem tuku, kdy při extrakci vzorku dochází ke koizolaci lipidického podílu, který při chromatografické separaci negativně ovlivňuje separaci analytů a částečně i chromatografický systém. Technika superkritické fluidní chromatografie (SFC) využívající výhodných vlastností nadkritického CO 2 jako mobilní fáze, schopného eluovat i lipidické složky, nabízí výhodnou alternativu pro analýzu potravinových matric s vyšším obsahem tuku. V rámci této studie byla testována technika SFC-HRMS pro analýzu pesticidů ve vybraných potravinových matricích (jablka, olej, arašídy).

162 Chemie a analýza potravin C MÍSTO: B II KOMISE prof. Ing. Vladimír Kocourek, CSc. (předseda) doc. Ing. Jan Pánek, CSc. Ing. Lucie Drábová, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Matěj Malý (B3, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Transfer fytokanabinoidů z rostlinných matric do infuzí 09:20 Bc. Jana Meissnerová (M2, prof. Dr. Ing. Jan Poustka) Profilová charakterizace různých druhů kávy pomocí infračervené spektrometrie 09:40 Bc. Lucie Nečasová (M2, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Hodnocení hlohu peřenoklaného (Crataegus pinnatifida) jako potraviny nového typu 10:00 Bc. Klára Nohynková (M2, doc. Dr. Ing. Marek Doležal) Nutriční a senzorické hodnocení pekařských výrobků 10:20 Bc. Ondřej Pařízek (M2, doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph. D.) Analýza derivátů polycyklických aromatických uhlovodíků v ovzduší s využitím plynové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií. 10:40 Bc. Tereza Pávková (M2, doc. Dr. Ing. Věra Schulzová) Vliv zpracování na obsah biologicky aktivních látek a senzorickou kvalitu mrkve 11:00 Bc. Dora Petříčková (M1, doc. Ing. Zuzana Réblová, Ph.D.) Konzumace smažených potravin dětmi v ČR a rizika z toho plynoucí

163 11:20 Bc. Petra Peukertová (M1, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Využití moderních technik k analýze potravních doplňků na bázi konopí vyhlášení výsledků

164 Transfer fytokanabinoidů z rostlinných matric do infuzí Matěj Malý (B3) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. V posledních desetiletích popularita konopí a konopných produktů stále roste - kanabinoidy, hlavní účinné látky v rostlině cannabis, mají prokazatelně řadu benefitů pro lidský organismus - zároveň však obsahují v různé míře 9 -THC, legislativou regulovaný psychotropní kanabinoid. Tato práce je zaměřena na analýzu konopných čajů, které se volně prodávají v České republice jakožto potravní doplněk, určený k pravidelné konzumaci. K analýze konopných čajů byla použita kapalinová chromatografie s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (LC-HRMS). Byl sledován obsah dvanácti hlavních kanabinoidů ( 9 -THC, 9 -THCA, CBDVA, CBDV, THCV, 8 -THC, CBD, CBDA, CBC, CBG, CBGA, CBN) v konopných čajích s důrazem na delta-9-tetrahydrokanabinol ( 9 - THC). Dále byl sledován transfer kanabinoidů do vodného výluhu konopného čaje s ohledem na čas louhování a množství použitého vzorku k přípravě čaje. Výsledky byly srovnány s legislativou a doporučením Evropské komise pro bezpečnost potravin, byla hodnocena účinnost transferu a potenciální zdravotní benefity/rizika.

165 Profilová charakterizace různých druhů kávy pomocí infračervené spektrometrie Bc. Jana Meissnerová (M2) Školitel: prof. Dr. Ing. Jan Poustka Káva je na dnešním trhu velmi významnou komoditou a jako nápoj patří mezi nejoblíbenější a nejvíce konzumované na světě. Roste poptávka po její kvalitě a zájem veřejnosti o charakter daného produktu, a tím i snaha o kontrolu jeho kvality a autenticity. Kávu můžeme rozlišit nejen podle země původu, ale dále podle druhu na Arabiku a Robustu, podle stupně pražení na světlou, střední a tmavou nebo podle zpracování na instantní, zrnkovou, kávu v kapslích a bezkofeinovou kávu. V této práci bylo cílem identifikovat v profilech káv získaných metodou FTIR-ATR spektrometrie skupiny látek přirozeně se vyskytujících v kávě, a následně sledovat rozdělení jednotlivých vzorků do skupin na základě statistického zpracování jejich spekter.

166 Hodnocení hlohu peřenoklaného (Crataegus pinnatifida) jako potraviny nového typu Bc. Lucie Nečasová (M2) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Hloh peřenoklaný (Crataegus pinnatifida) je léčivá bylina, jež má v tradiční čínské medicíně významné postavení. Jeho plody a listy jsou vysoce ceněny z důvodu známých pozitivních účinků na zdraví konzumentů. Nejvýznamnějšími složkami hlohu jsou fenolické sloučeniny, vitamín C a organické kyseliny. Častým využitím plodů hlohu je výroba šťáv, džemů nebo nápojů. Jelikož se hloh peřenoklaný u nás ve značné míře nevyužíval před rokem 1997, je výrobce, který jej chce v jakékoli podobě na českém trhu prodávat, povinen nejprve požádat o jeho schválení jako Potraviny nového typu. Jedním z možných schvalovacích procesů je posouzení rovnocennosti mezi novou (hloh peřenoklaný) a na trhu již dostupnou potravinou (hloh obecný). Cílem této práce bylo dokázat podobnost mezi plody hlohu peřenoklaného a hlohu obecného. Pro jejich porovnání byly využity následující analytické platformy stanovující tyto parametry: porovnání metabolomických fingerprintů, stanovení antioxidační aktivity a celkového obsahu polyfenolických látek, dále stanovení obsahu vitamínu C, draslíku a vody. Na základě výsledků výše uvedených analýz, bylo prokázáno, že plody hlohu peřenoklaného splňují důležité aspekty pro udělení statusu Potravina nového typu, a jsou tedy vhodné pro uvedení na český trh.

167 Nutriční a senzorické hodnocení pekařských výrobků Bc. Klára Nohynková (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Marek Doležal V dnešní době se na trhu, i přes jejich značné omezování, stále vyskytují výrobky s částečně ztuženým nebo plně ztuženým tukem, neboť tyto tuky mají pro výrobce řadu výhodných vlastností. Při výrobě převážně částečně ztužených tuků však dochází ke vzniku vysokého množství trans-nenasycených mastných kyselin (TFA), které způsobují řadu neinfekčních nemocí. Negativní vliv na lidské zdraví má též vysoký obsah nasycených mastných kyselin (SFA). Jedním z nejvýznamnějších dietárních zdrojů trans izomerů mastných kyselin a nasycených mastných kyselin jsou v současnosti pekařské výrobky. Práce byla zaměřena na posouzení kvality tuku ve vybraných vzorcích trvanlivého pečiva, cukrovinek a jemného pečiva obsahujících především částečně ztužený a plně ztužený tuk. Jejím cílem bylo extrahovat z výrobků tuk metodou dle Soxhleta a určit jeho obsah. Dále bylo u tuku posuzováno složení mastných kyselin, jejichž procentuální zastoupení bylo stanoveno metodou GC-FID. U analyzovaných výrobků se obsah SFA pohyboval mezi 37,55 63,34 % a obsah TFA mezi 0,31 21,87 %. Součástí práce byla také senzorická analýza, při níž byly porovnávány vzorky jemného pečiva s různým druhem použitého tuku jako alternativy k částečně a plně ztuženým tukům. U těchto vzorků bylo též hodnoceno složení mastných kyselin.

168 Analýza derivátů polycyklických aromatických uhlovodíků v ovzduší s využitím plynové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií. Bc. Ondřej Pařízek (M2) Školitel: doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph. D. Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) jsou řazeny mezi všudypřítomné environmentální kontaminanty. Vlivem nedokonalého spalování organické hmoty a reakcí mateřských PAU v atmosféře vznikají jejich dusíkaté (nitro-pau) a kyslíkaté (oxo- PAU) deriváty. Nitro-PAU vykazují pravděpodobně silnější mutagenní a karcinogenní účinky v porovnání s mateřskými PAU, oxo-pau jsou podezřelé z vyvolávání oxidačního stresu v exponovaném organismu. Cílem této práce bylo vyvinout analytickou metodu pro stanovení 18 zástupců nitro-pau a 6 oxo-pau s využitím plynové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií v módu negativní chemické ionizace (GC-NCI-MS). Izolační postup spočíval v extrakci dle Soxhleta, s následným přečištěním extraktu na silikagelu. Velký důraz byl kladen na optimalizaci přečišťovacího kroku, kde byla testována různá eluční rozpouštědla o různých poměrech. Nově vyvinutá metoda bude v budoucnu použita pro analýzu filtrů velkokapacitních vzorkovačů ovzduší ze dvou lokalit České republiky: Českých Budějovic a Litvínova.

169 Vliv zpracování na obsah biologicky aktivních látek a senzorickou kvalitu mrkve Bc. Tereza Pávková (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Věra Schulzová Zelenina patří mezi vyhledávané zdroje důležitých biologicky aktivních látek. Některé z těchto látek nejsou v potravinách stabilní a v důsledku vnějších vlivů (teplota, vlhkost, světlo, aj.) během skladování či zpracování dochází ke změně jejich obsahu či struktury. Biologicky aktivní látky jsou velmi důležité vzhledem ke své antioxidační aktivitě, mohou také působit preventivně proti kardiovaskulárním onemocněním a některým typům rakoviny. Mezi důležité bioaktivní látky patří vitamin C, který je pro lidský organismus látkou esenciální. Dále do této skupiny řadíme také karotenoidy a polyfenolické látky. Výše zmíněné skupiny látek jsou oxy-, termo- a fotolabilní, proto je pozornost věnována studiu jejich změn při zpracování zeleniny. V této práci byl sledován obsah askorbové kyseliny, α-karotenu, β-karotenu a luteinu pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s detektorem s diodovým polem (HPLC-DAD) ve vzorcích kulinárně upravené mrkve. Za účelem sledování vlivu zpracování na metabolomický profil mrkve byla využita technika ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (U-HPLC-QTOF- MS/MS). Dále bylo také provedeno senzorické hodnocení kulinárně upravených vzorků.

170 Konzumace smažených potravin dětmi v ČR a rizika z toho plynoucí Bc. Dora Petříčková (M1) Školitel: doc. Ing. Zuzana Réblová, Ph.D. Smažené pokrmy se obecně těší velké oblibě, jak z důvodu jejich chutnosti, tak díky rychlé přípravě. Jak je ale známo, tyto potraviny nepatří k nejzdravějším a jejich příliš častá konzumace může mít negativní dopady na zdraví. Práce se zabývá průzkumem příjmu smažených potravin, konkrétně bramborových hranolků, chipsů a podobných smažených snacků, u dětí ve věku let v České republice, převážně v Praze. Pro získání dat byla zvolena metoda dotazování na konzumaci z předešlého dne (24-hours recall). Z výsledků plyne, že z hlediska doporučeného denního příjmu tuku a soli výsledné konzumace sledovaných pokrmů v průměru nepředstavovaly (při zanedbání příjmu těchto složek potravy i z jiných zdrojů) pro respondenty zdravotní riziko. Pouze u některých respondentů byla pouhou konzumací chipsů překročena průměrná doporučená denní dávka příjmu tuku pro děti a mladistvé.

171 Využití moderních technik k analýze potravních doplňků na bázi konopí Bc. Petra Peukertová (M1) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. V současné době se doplňky stravy na bázi konopí stávají velmi populárními, a to zejména díky vysokému obsahu biologicky aktivních látek tzv. kanabinoidů. Mezi tyto produkty patří CBD oleje, které mají velmi vysoký obsah kanabidiolu (CBD), který má antioxidační a neuroprotektivní účinky. Tyto oleje se vyrábí buď jako konopné extrakty rozpuštěné v oleji nebo jako čisté CBD. Obsah účinné látky kanabidiolu se pohybuje v řádech jednotek až desítek procent, vedle této látky bývají v CBD olejích zastoupeny i další biologicky aktivní kanabinoidy jako např. psychoaktivní delta-9- tetrahydrokanabinol (Δ 9 -THC). Cílem této práce byla analýza vzorků CBD olejů získaných na českém i zahraničním trhu v rámci roku 2016 (27 vzorků) a 2017 (16 vzorků) a byly sledovány koncentrace 10 hlavních kanabinoidů. Výsledky byly srovnány s deklarovanou hodnotou obsahu CBD. Velká pozornost byla také věnována výskytu psychoaktivního 9 - THC, který je legislativně sledován. Analýza byla prováděna pomocí superkritické fluidní chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (SFC-HRMS). Tato instrumentální metoda je vhodná pro analýzu tučných matric, protože separace probíhá v normální fázi (retence lipidů je velmi nízká), což celý proces značně urychlí.

172 Chemie a analýza potravin D MÍSTO: B 06 KOMISE doc. Dr. Ing. Věra Schulzová (předseda) doc. Dr. Ing. Karel Cejpek Ing. Vojtěch Hrbek, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Martina Pískačová (M1, Ing. Monika Tomaniová, Ph.D.) Hodnocení kanabinoidů v konopných a CBD olejích. 09:20 Bc. Michaela Podestátová (M1, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Využití U-HPLC-HRMS ke zhodnocení vlivu sušení na metabolom červených a modrých plodů 09:40 Bc. Nela Průšová (M2, Ing. Vojtěch Hrbek, Ph.D.) Hodnocení kvality tukové složky potravinových surovin a produktů jejich zpracování 10:00 Bc. Dominika Pupáková (M2, Ing. Jaromír Hradecký, Ph.D.) Těkavé složky metabolomu konopí stanovení s využitím techniky SPME-GC-TOF- MS 10:20 Bc. Kamila Richterová (M2, doc. Dr. Ing. Věra Schulzová) Vývoj metody pro stanovení aditivních látek v potravinách s využitím jednoduchého kvadrupolu 10:40 Bc. Michaela Sihlovcová (M2, Ing. Marie Suchanová, Ph.D.) Rezidua pesticidů v řepce olejce 11:00 Bc. Patricie Slavíčková (M1, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.)

173 Separace kanabinoidů pomocí iontové mobility 11:20 Bc. Alan Stašák (M2, Ing. František Pudil, CSc.) Fenolické složky vybraných hub vyhlášení výsledků

174 Hodnocení kanabinoidů v konopných a CBD olejích. Bc. Martina Pískačová (M1) Školitel: Ing. Monika Tomaniová, Ph.D. Použití různých druhů olejů zaznamenává v kulinářství a alternativních výživových směrech velký rozkvět. Konopný olej lisovaný ze samičích rostlin konopí setého je navíc obohacený o biologicky aktivní látky zvané kanabinoidy. Přítomnost kanabinoidů v potravinách je však stále často považována za kontroverzní, a to především kvůli možnému výskytu psychoaktivního Δ 9 -tetrahydrokanabinolu (Δ 9 -THC) i přesto, že se konopné oleje získávají z částí odrůd rostlin s nízkým obsahem Δ 9 -THC. Práce se zaměřuje na kvantitativní stanovení a porovnání obsahu 10ti kanabinoidních látek včetně Δ 9 -THC v konopných olejích a dále olejích CBD, jež by měly v porovnání s oleji konopnými obsahovat ve zvýšeném množství kanabidiol (CBD). K tomuto účelu byla použita technika superkritické fluidní chromatografie ve spojení s hmotnostní detekcí (SFC-MS). Celkem bylo touto metodou analyzováno 25 vzorků konopných olejů a 4 vzorky CBD olejů. Ve všech 29ti analyzovaných vzorcích bylo Δ 9 -THC přítomno pod legislativním limitem 0,3%. CBD oleje obsahovaly dle předpokladu vyšší koncentrace všech kanabinoidů v porovnání s konopnými oleji, koncentrace samotného CBD byla v CBD olejích více jak tisícinásobně zvýšená v porovnání s oleji konopnými.

175 Využití U-HPLC-HRMS ke zhodnocení vlivu sušení na metabolom červených a modrých plodů Bc. Michaela Podestátová (M1) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Falšování výrobků z ovoce představuje dlouhodobý problém, a je tedy důležité vyvíjet nové metody umožňující jeho odhalení. Cílem práce bylo zaměřit se na problematiku falšování produktů z ovocných plodů a sestavit metabolomickou knihovnu různých druhů modrého a červeného bobulového ovoce, která by usnadnila odhalení těchto podvodů. Jelikož výrobky z ovoce jsou technologicky zpracované, nestačilo nalézt a zidentifikovat pouze markery u mraženého/čerstvého ovoce, ale bylo také důležité zaměřit se na stabilitu jednotlivých markerů během sušení. Při tepelných úpravách dochází k řadě reakcí (Maillardova reakce, interakce s aminokyselinami a další.) vedoucích ke změně metabolomu bobulí. V rámci experimentu byla využita analytická technika ultra-vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostně spektrometrickou detekcí U-HPLC-HRMS/MS pro získání metabolomických fingerprintů 90 autentických vzorků 11 druhů červeného a modrého bobulového ovoce (arónie, borůvka, brusinka, klikva bahenní a velkoplodá, černý bez, černý a červený rybíz, jahoda, malina, ostružina). V následujícím kroku byla provedena statistická analýza a identifikace charakteristických markerů všech skupin vzorků. Na závěr byl zhodnocen vliv sušení na stabilitu jednotlivých markerů.

176 Hodnocení kvality tukové složky potravinových surovin a produktů jejich zpracování Bc. Nela Průšová (M2) Školitel: Ing. Vojtěch Hrbek, Ph.D. Kvalitu a bezpečnost tepelně zpracovaných potravin lze mezi jiným hodnotit sledováním obsahu procesních kontaminantů, což jsou látky, které vznikají v průběhu výroby potravin a mají nežádoucí účinky na lidské zdraví. Mezi tyto procesní kontaminanty patří např. akrylamid, 3-monochlorpropan-1,2-diol (3-MCPD) a jeho estery. Z literatury je známo, že rafinované oleje, které jsou v dnešní době hojně využívány při přípravě pokrmů a bývají součástí řady potravin, obsahují významné množství 3-MCPD esterů. Cílem práce bylo sledování obsahu 3-MCPD esterů v řepkovém, slunečnicovém, palmovém tuku a v tucích jemného pečiva pomocí metody U-HPLC-MS. Dále proběhlo hodnocení kvality z hlediska těchto látek u zeleninových lupínků, které by mohly představovat zdravější alternativu bramborových lupínků. Byl sledován obsah akrylamidu metodou HPLC-MS/MS a dále byl sledován obsah 3-MCPD esterů pomocí U- HPLC-MS v jejich tukové složce.

177 Těkavé složky metabolomu konopí stanovení s využitím techniky SPME-GC-TOF-MS Bc. Dominika Pupáková (M2) Školitel: Ing. Jaromír Hradecký, Ph.D. Metabolom představuje dynamický soubor všech malých molekul přítomných v organismu či biologickém vzorku. Součástí těkavého metabolomu konopí jsou terpenické látky, které si získaly zájem vědecké i laické veřejnosti kvůli jejich organoleptickým vlastnostem, potenciálu pro odlišení různých odrůd za využití fingerprintingu a zejména kvůli možnému synergickému efektu s kanabinoidy. Nepoužívanějším přístupem stanovení terpenických látek v konopí je extrakce vzorků rozpouštědlem následovaná plynovou chromatografií (GC) s plamennoionizačním detektorem (FID), jelikož tato instrumentace umožnuje stanovit terpeny v relativně širokém kalibračním rozmezí. Metoda headspace mikroextrakce na tuhou fázi (HS- SPME) v kombinaci s GC s hmotnostně spektrometrickou detekcí (MS) využívající průletový analyzátor (TOF) však poskytuje mnoho výhod oproti GC-FID přístupu. Nevyžaduje použití velkého množství rozpouštědel, je časově nenáročná, předchází chybám v kvantifikaci způsobenými koeluujícími píky a poskytuje další prostředky pro identifikaci píků s použitím spektrálních dat. Kombinace SPME-GC-TOF-MS byla proto použita v rámci této studie zaměřené na kvantitativní stanovení terpenických látek obsažených v konopí.

178 Vývoj metody pro stanovení aditivních látek v potravinách s využitím jednoduchého kvadrupolu Bc. Kamila Richterová (M2) Školitel: doc. Dr. Ing. Věra Schulzová Aditivní neboli přídatné látky jsou v potravinářském průmyslu užívány z technologických důvodů, zejména k zajištění hygienické nezávadnosti, prodloužení trvanlivosti či uchování nebo modifikaci žádoucích senzorických vlastností potravin. Za účelem sledování přítomnosti a obsahu syntetických aditiv či odhalení falšování potravin byla v rámci předkládané práce vyvinuta multidetekční analytická metoda umožňující simultánní stanovení vybraných syntetických barviv, sladidel a konzervačních látek. Metoda využívá ultra účinné kapalinové chromatografie ve spojení s jednoduchým MS kvadrupolem. Výsledná metoda byla užita k analýze obsahu aditivních látek v ochucených, energetických a alkoholických nápojích.

179 Rezidua pesticidů v řepce olejce Bc. Michaela Sihlovcová (M2) Školitel: Ing. Marie Suchanová, Ph.D. Řepka olejka patří k nejvýznamnějším plodinám pěstovaným v České republice. Pro zajištění vysokých výnosů řepky se během jejího pěstování používají pesticidy, což může negativně působit na včely, pro které je tato plodina jeden z prvních zdrojů nektaru. Cílem této studie bylo stanovit rezidua pesticidů a profil těkavých látek v květech řepky olejky v různých fázích kvetení. Vzorky pocházely z testovacích polí České zemědělské univerzity v Praze. Rostliny řepky byly ošetřeny různými druhy postřiků a pravidelně odebírány. Sledována byla rychlost degradace účinných látek přípravků. Zjišťováno bylo také, zda existují rozdíly v distribuci návštěvnosti včel v závislosti na druhu postřiku a profilu těkavých látek. Jako extrakční metoda pro izolaci reziduí pesticidů byla použita metoda QuEChERS. Separace, identifikace a kvantifikace analytů byla provedena pomocí kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií. Pro stanovení profilu těkavých látek byla využita technika mikroextrakce tuhou fází ve spojení s dvourozměrnou plynovou chromatografií a hmotnostním spektrometrem. Obsah očekávaných reziduí ve vzorcích klesal různou rychlostí dle účinné látky. Významná rozdílnost atraktivity řepky pro včely po aplikaci různých pesticidních přípravků nebyla prokázána.

180 Separace kanabinoidů pomocí iontové mobility Bc. Patricie Slavíčková (M1) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Konopí seté (Cannabis sativa L.) je zdrojem řady biologicky aktivních látek, z nichž nejvýznamnější jsou kanabinoidy. Jedná se o skupinu několika set chemicky odlišných látek, vyskytujících se často v různých izomerních formách. Cílem práce bylo pro separaci kanabinoidů otestovat potenciál techniky ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií typu QTOF s iontovou mobilitou (UPLC-IM-QTOF MS). Po zavedení a optimalizaci instrumentální metody byl analyzován extrakt konopné pryskyřice v akvizičních režimech s a bez zapojení iontové mobility (IM). Kanabinoidy byly detekovány a identifikovány pomocí analytických standardů (12 majoritních kanabinoidů) a porovnáním s databází více než 300 látek. Hlavní kanabinoidy byly kvantifikovány a byly pro ně zjištěny unikátní hodnoty kolizního srážkového průměru (CCS). Ačkoliv u většiny kanabinoidů nedocházelo v IM k výrazné separaci jejich izomerních forem, v případě kanabidivarinu byla zjištěna chromatografická koeluce s neznámým izomerem, který bylo možné odseparovat jen díky IM. Zapojení IM v ESI+ dále umožnilo zvýšení počtu látek detekovaných na základě kanabinoidní databáze, v ESI- byl počet srovnatelný. Zavedená metoda může být dále využívána pro analýzu kanabinoidů v dalších matricích.

181 Fenolické složky vybraných hub Bc. Alan Stašák (M2) Školitel: Ing. František Pudil, CSc. V tejto práci sa zaoberáme analýzou sušených húb, konkrétne Podpňovkou obyčajnou, Čechračkou tmavohlúbikovou, Pečiarkou páchnucou a Pečiarkou ovčou, s dôrazom na fenolické látky. Pre analýzu bola použitá technika GC-MS, TLC a elektroforéza.

182 Chemie a analýza potravin E MÍSTO: B 32 KOMISE doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D. (předseda) doc. Dr. Ing. Marek Doležal Ing. Zbyněk Džuman, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Jitka Suchá (M2, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Analytické protektanty: kritické zhodnocení jejich aplikace v GC-MS analýze reziduí pesticidů 09:20 Bc. Jan Šťastný (M1, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Opiové alkaloidy v semenech máku setého (Papaver somniferum L.) 09:40 Bc. Radka Tamášová (M2, Ing. Darina Lanková Ph.D.) Analýza reziduí pesticidů ve vlasech pro účely humánního biomonitoringu 10:00 Bc. Jakub Tomáško (M2, doc. Ing. Jana Pulkrabová, PhD.) Vývoj nového analytického postupu pro stanovení chlorovaných parafínů v rostlinných olejích 10:20 Bc. Pavlína Vágenknechtová (M1, Ing. Marie Suchanová, Ph.D.) Výskyt reziduí pesticidů v zelených čajích 10:40 Bc. Veronika Vondrášková (M2, Ing. Lucie Drábová, Ph.D.) Optimalizace metody pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků v rostlinných materiálech 11:00 Bc. Jana Vrzalová (M2, prof. Dr. Ing. Jan Poustka)

183 Aplikace infračervené spektrometrie pro sledování změn tepelně namáhaných olejů 11:20 Bc. Lucie Zápalová (M2, prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.) Optimalizace metodiky stanovení dipeptidů karnosinu, anserinu a baleninu v mase s využitím QDa detektoru. vyhlášení výsledků

184 Analytické protektanty: kritické zhodnocení jejich aplikace v GC-MS analýze reziduí pesticidů Bc. Jitka Suchá (M2) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Pesticidy jsou v dnešní době velmi často používány v produkci potravinářských surovin za účelem potlačení škodlivých činitelů. Z důvodu jejich různé toxicity je proto nutné monitorovat jejich rezidua v potravinách a krmivech nejmodernějšími analytickými metodami. Jedním z kritických bodů při analýze pomocí plynové chromatografie (GC) jsou tzv. matriční efekty. Právě pro kompenzaci matričních efektů je možné využít analytické protektanty. V této studii byl hodnocen aplikační potenciál D-sorbitolu a L- gulono-γ-laktonu jako analytických protektantů (AP) pro stanovení reziduí pesticidů pomocí GC ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (Agilent 7010 QqQ). Byl sledován vliv těchto AP na zvýšení odezvy detektoru stanovovaných reziduí a pozornost byla také věnována tvaru píků. Pro srovnání vlivu AP byly analyzovány rozpouštědlové a matriční standardy na několika koncentračních hladinách s přídavkem a bez přídavku AP. Pro 186 analytů byly stanoveny limity kvantifikace (LOQ). Nejnižších LOQ bylo dosaženo při použití matričních standardů s přídavkem analytických protektantů. Při použití této směsi došlo až ke dvojnásobnému zvýšení odezvy detekovaného signálu. Aplikace analytických protektantů je tedy vhodné řešení při kompenzaci matričních efektů v GC analýze reziduí pesticidů.

185 Opiové alkaloidy v semenech máku setého (Papaver somniferum L.) Bc. Jan Šťastný (M1) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Celosvětově je pěstováno mnoho odrůd máku setého (Papaver somniferum L.), které lze rozdělit na potravinářské a technické. Semena potravinářských odrůd máku jsou vyhledávanou komoditou pro potravinářský průmysl kvůli jedinečným senzorickým vlastnostem, zatímco technické odrůdy jsou díky vysokému obsahu opiových alkaloidů v sušině zralé rostliny využívány ve farmaceutickém průmyslu pro výrobu léčiv, a jejich semena jsou odpadní produkt. V posledních letech byly zaznamenány případy účelné záměny či směšování semen kvalitních potravinářských odrůd s levnými semeny technických odrůd, která právě z důvodu vysokého obsahu opiových alkaloidů nejsou vhodná ke konzumaci. Jejich nadměrný příjem může u konzumenta způsobit nežádoucí účinky, například nevolnost, či malátnost. V rámci práce byly vyšetřeny vzorky semen máku setého pocházející z tržní sítě České republiky, vzorky semen z projektu Diagnostické metody pro laboratorní kontrolu pravosti máku setého a vzorky makoviny. Vybrané opiové alkaloidy byly stanoveny metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (U HPLC HRMS). V případě vzorků semen pocházejících z tržní sítě České republiky byly stanovené obsahy porovnány s legislativním limitem, daným Ministerstvem Zemědělství.

186 Analýza reziduí pesticidů ve vlasech pro účely humánního biomonitoringu Bc. Radka Tamášová (M2) Školitel: Ing. Darina Lanková Ph.D. Analýza reziduí pesticidů ve vlasech v rámci humánního biomonitoringu je poměrně novým tématem. Vlasy jsou v porovnání s jinými běžně analyzovanými biologickými vzorky (např. krevní sérum) výhodnou matricí: neinvazivní odběr spojený se snadným ziskem velkého souboru vzorků, stabilita vlasu bez nutnosti speciálních podmínek skladování, možnost získání informace o krátkodobé i dlouhodobé expozici těmto látkám. Cílem této studie bylo porovnat různá rozpouštědla pro oplach vlasů (pro odstranění možné externí kontaminace na jeho povrchu) a různé extrakční podmínky (rozpouštědlo, doba izolace). Pro finální kvantifikaci byla využita technika ultra-účinné kapalinová chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UPLC- MS/MS). Z pestré skupiny reziduí pesticidů byla pozornost věnována fungicidům, insekticidům a látkám s baktericidním účinkem. Mezi nejčastěji detekované látky v nejvyšších množstvích ve vzorcích vlasů patřily benzalkoniumchloridy (BAC) (8-150 ng/g vlasů), didecyldimethylamoniumchlorid (DDAC) ( ng/g vlasů) a N,N-diethyl-3- methylbenzamid (DEET) (5 ng/g vlasů).

187 Vývoj nového analytického postupu pro stanovení chlorovaných parafínů v rostlinných olejích Bc. Jakub Tomáško (M2) Školitel: doc. Ing. Jana Pulkrabová, PhD. Chlorované parafíny (CP) jsou v průmyslu hojně používané například jako změkčovadla plastů nebo retardátory hoření. CP mají negativní vliv na lidské zdraví, vykazují účinky endokrinních disruptorů a v případě chlorovaných parafínů s krátkým řetězcem se jedná o možné lidské karcinogeny (2B kategorie). CP jsou také řazeny mezi skupinu perzistentních organických polutantů. V poslední době se CP dostávají do popředí zájmu, zejména jejich výskyt ve složkách životního prostředí. Bohužel vědeckých publikací zabývajících se CP v potravinách je však stále velice málo. V rámci této studie byla vyvinuta metoda pro analýzu CP v rostlinných olejích (kokosový a řepkový olej), která byla následně validována a aplikována na vzorky kokosových olejů v rámci mezilaboratorního testu. Vzorky byly připraveny pomocí přečišťovací techniky gelové permeační chromatografie. Koncovou instrumentací byl plynový chromatograf s vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem (GC HRMS) vybavený negativní chemickou ionizací (NCI). Naměřené hodnoty CP ve vzorcích olejů byly v rozmezí 11 až 81 ng/g oleje a jeden vzorek byl pod mezí stanovitelnosti (10 ng/g oleje).

188 Výskyt reziduí pesticidů v zelených čajích Bc. Pavlína Vágenknechtová (M1) Školitel: Ing. Marie Suchanová, Ph.D. Pesticidy představují široké spektrum chemických látek, které se používají na ochranu rostlin. Zbytková množství (rezidua) pesticidů se mohou v rostlinách vyskytovat i po sklizni a zpracování, což může mít negativní dopad na zdraví konzumentů. Čaj patří mezi velmi oblíbený nealkoholický nápoj, zároveň je to ale komodita, ve které je velmi častý výskyt reziduí pesticidů. Zelené čaje zakoupené v tržní síti České republiky byly vyšetřeny na přítomnost reziduí pesticidů. Analytická metoda zahrnovala extrakci vzorku metodou QuEChERS s následným přečištěním pomocí disperzní extrakce na tuhou fázi. Separace, identifikace a kvantifikace analytů byla provedena pomocí kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií. Vhodnost metody byla ověřena pro 31 vybraných analytů. Z 15 zelených čajů dva nevyhověly legislativním limitům. Z porovnání jednotlivých šarží čajů zakoupených v předchozích letech bylo patrné, že se jejich kvalita z pohledu obsahu reziduí pesticidů, až na výjimky, příliš nelišila. Nejčastěji byl ve vzorcích detekován bifenthrin, acetamiprid, carbendazim a imidacloprid.

189 Optimalizace metody pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků v rostlinných materiálech Bc. Veronika Vondrášková (M2) Školitel: Ing. Lucie Drábová, Ph.D. V důsledku vysoké nutriční hodnoty roste v posledních letech popularita olejů z konopí. A to jak olejů lisovaných ze semen, které se využívají při přípravě pokrmů studené kuchyně, tak i rostlinných olejů s CBD extraktem z konopí, které jsou používány jako doplněk stravy. Při nesprávném zpracování surovin používaných pro výrobu těchto olejů dochází ke vzniku polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU). A proto, i přes všechny zdravotní benefity, které jsou spojeny s užíváním těchto olejů, mohou tyto potraviny přispívat k celkové expozici člověka PAU. Cílem práce bylo optimalizovat a následně validovat vhodnou extrakční techniku pro stanovení PAU v konopných olejích a doplňcích stravy pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s fluorescenčním detektorem. Testovány byly tři způsoby přečištění vzorku: (i) gelová permeační chromatografie (GPC), (ii) extrakce na tuhou fázi se sorbentem silikagel a (iii) přečištění pomocí GPC následované SPE na silikagelu. Jako nejvhodnější bylo zvoleno dvoukrokové přečištění GPC následované SPE. Tato metoda byla následně úspěšně validována a využita pro vyšetření souboru vzorků konopných olejů a potravinových doplňků na bázi konopného oleje.

190 Aplikace infračervené spektrometrie pro sledování změn tepelně namáhaných olejů Bc. Jana Vrzalová (M2) Školitel: prof. Dr. Ing. Jan Poustka Rostlinné oleje jsou součástí každodenního života běžného spotřebitele. V posledních letech vzrostla poptávka zejména po druzích s vyšším obsahem nenasycených mastných kyselin. Právě tyto oleje jsou náchylnější k oxidaci, která je nežádoucím jevem. Zejména při tepelném záhřevu dochází u nenasycených mastných kyselin k oxidaci a následně k polymeraci či cyklizaci. Je obtížné přesně předvídat, jaké změny se uskuteční, protože oxidace je ovlivněna mnoha faktory. Vzorky slunečnicového a řepkového oleje a jejich směsi byly zahřívány na 180 ± 5 C po dobu 3 dní a simulováno tak tepelné namáhání olejů ve smažících lázních často používaných v restauracích rychlého občerstvení ( fastfood ). Vzorky byly vyšetřovány metodou infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (ATR-FTIR) a následným statistickým vyhodnocením. Rozdíly byly sledovány pomocí diskriminační analýzy a dále byly porovnávány změny intenzit absorpčních pásů charakteristických pro jednotlivé funkční skupiny nebo jejich případné posuny do nižších či vyšších vlnočtů.

191 Optimalizace metodiky stanovení dipeptidů karnosinu, anserinu a baleninu v mase s využitím QDa detektoru. Bc. Lucie Zápalová (M2) Školitel: prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc. Masné výrobky jsou nezanedbatelnou položkou na masném trhu a jejich složení může být falšováno např. přídavkem levnějšího druhu masa. Jedním ze způsobů autentikace masných výrobků je analýza β-alanylhistidinových dipeptidů. Karnosin, anserin a balenin jsou v jednotlivých druzích mas obsaženy v různém poměru, mohou být proto kritériem pro identifikaci druhu masa v masných výrobcích. Cílem práce bylo vyvinout metodiku pro stanovení těchto dipeptidů v mase a masných výrobcích, za účelem kontroly kvality masa a masných výrobků. Pro detekci cílových analytů byl využit QDa detektor, který disponuje rychlou optimalizací hmotnostně-spektrometrických podmínek a také nízkou pořizovací cenou. V rámci optimalizace byly testovány chromatografické podmínky (typ kolony, složení mobilní fáze, gradient) a hmotnostně spektrometrické podmínky (napětí na kapiláře a na kóně). Následovala optimalizace extrakčního postupu za účelem nalezení co nejjednoduššího a nejúspornějšího řešení. Nejvyšší extrakční účinnost z testovaných rozpouštědel vykazoval 80% methanol. Pomocí optimalizovaného postupu bylo následně analyzováno 16 vzorků masa a 8 vzorků masných výrobků. Poměry obsahů dipeptidů v masných výrobcích odpovídaly jednotlivým druhům mas.

192 Ústav konzervace potravin (324) ÚSTAVNÍ KOORDINÁTOR Ing. Lukáš Vápenka SEZNAM SEKCÍ 1. Technologie potravin I 2. Technologie potravin II

193 SPONZOŘI SEKCE ÚSTAVU KONZERVACE POTRAVIN

194 Technologie potravin I MÍSTO: B33 KOMISE Doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D. Ing. Lenka Votavová, Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Filip Beňo (M2, Ing. Rudolf Ševčík, Ph.D.) Posmrtné změny u drůbežího masa 09:00 Bc. Eva Hermannová (M2, prof. Ing. František Kvasnička, CSc.) Stabilita extraktu konopí 09:00 Bc. Eva Koberová (M2, doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.) Posuzování kvality rajčatového pyré 09:00 Bc Zuzana Kovácsová (M2, Ing. Lukáš Vápenka) Bezpečnosť obalov potravín 09:00 Bc. Marie Valentová (M2, Ing. Jan Pivoňka, Ph.D.) Hodnocení kvality rybích prstů 09:00 Bc. Stanislava Procházková (M1, Ing. Lukáš Vápenka) Uhlovodíky z minerálních olejů v obalech potravin vyhlášení výsledků

195 Posmrtné změny u drůbežího masa Bc. Filip Beňo (M2) Školitel: Ing. Rudolf Ševčík, Ph.D. Současné trendy ve spotřebě masa se různí. Roste obliba masa drůbežího, oproti tomu spotřeba hovězího klesá a u vepřového masa se kupní síla zaměřuje hlavně na maso libové. Hodnocení kvality drůbežího masa se tak stává více důležitou. Na kvalitu drůbežího masa mají vliv jak postupy před porážením (chov, zdraví zvířat, způsob transportu, dodržení welfare během transportu a porážení), tak technologické operace prováděné po porážce drůbeže. Zhoršená jakost masa bývá způsobena svalovými myopatiemi, ať už jde o DFD nebo v případě drůbeže o PSE maso. Pro hodnocení a stanovení těchto myopatií se používá měření ph po porážce (post mortem). Dále k identifikaci PSE masa slouží také měření elektrické vodivosti, kdy vodivost tkáně zvyšují intra- a extracelulární prostory, které jsou u PSE masa různými způsoby poškozeny. Dalším ukazatelem kvality masa je jeho barva. Tyto vady mají totiž za následek změny barvy masa. V případě PSE se jedná o blednutí, což je spotřebitelem vnímáno negativně. Cílem je tedy zjistit, jak moc ovlivňují všechny technologické postupy kvalitu.

196 Stabilita extraktu konopí Bc. Eva Hermannová (M2) Školitel: prof. Ing. František Kvasnička, CSc. Konopí, sloužící od dob Neolitu jako zdroj potravy, oleje, léčivých složek a vlákniny, je považováno za jednu z nejstarších rostlin pěstovanou lidstvem. V současné době jsou rostliny rodu Cannabis široce využívány v potravinářském a farmaceutickém průmyslu především díky obsahu biologicky aktivních látek fytokanabinoidů, nacházejících se v živé rostlině konopí zejména ve formě karboxylových kyselin. Mezi nejvýznamnější zástupce těchto terpenofenolických sloučenin jsou řazeny především psychoaktivní tetrahydrokanabinol, dále kanabidiol a jejich prekurzory, příslušné karboxylové kyseliny. Tato práce se zabývá stabilitou vybraných kanabinoidů v konopném extraktu, skladovaného za různých podmínek. Extrakcí rostlinného pletiva organickým rozpouštědlem byly připraveny vzorky, které byly po dobu 5 týdnů skladovány při třech rozdílných teplotách a hodnotách ph a ve tmě a na světle. Obsah kanabinoidů byl průběžně analyzován pomocí metody HPLC. Stabilita konopného extraktu je důležitá z hlediska možné doby použití standardů v analytických laboratořích, či stabilitou těchto látek ve výrobcích obsahující konopný extrakt (doplňky stravy, kosmetické přípravky).

197 Posuzování kvality rajčatového pyré Bc. Eva Koberová (M2) Školitel: doc. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D. Zatímco tradiční výrobky z rajčat jako jsou kečupy a protlaky se v České republice vyrábí již několik desítek let, rajčatové pyré dodnes na našem území vyráběno nebylo. Výroba rajčatového pyré byla nově zavedena v podniku FRUTA Podivín, a.s. Tato práce se zabývala hodnocením kvality rajčatového pyré. Mezi odebranými vzorky z výroby byla počáteční surovina, blanšírovaná rajčata, šťáva, pulpa a odpad po pasírování, který byl složen ze semen a slupek. Mezi vybrané hodnocené parametry kvality rajčatového pyré byly zvoleny: aktivita vody, ph, sušina, refraktometrická sušina, obsah kyseliny jablečné a citrónové, obsah minerálních látek, obsah aminokyselin, obsah cukrů, stanovení Howardova čísla a barvy. Bylo zjištěno, že složení jednotlivých fázových vzorků během výroby významně nekolísá. Stanovované parametry jako ph a aktivita vody se také během výroby výrazně neměnily. Rozdíly byly patrné při měření parametrů u odpadu, které byly zapříčiněny problémem s homogenizací vzorků odpadu. Výsledky byly kriticky zhodnoceny a budou z nich vyvozena doporučení pro výrobce.

198 Bezpečnosť obalov potravín Bc Zuzana Kovácsová (M2) Školitel: Ing. Lukáš Vápenka Dnešný celosvetový trend v potravinárskom priemysle smeruje k tomu, aby bezpečnosť potravín bola čo na najvyššej úrovni a prispievala k maximálnej ochrane zdravia spotrebiteľa. Migrácia látok z obalov do potravín môže spôsobiť predovšetkým ohrozenie ľudského zdravia, zhoršenie senzorických vlastností potravín alebo neprijateľné zmeny v zložení potravín. V súčasnosti je bezpečnosť obalov potravín zaručená legislatívnymi predpismi, normami a zákonmi, ktoré ustanovujú požiadavky na konkrétne typy materiálov pre obaly. Cieľom tejto práce bolo experimentálne stanovenie prenosu fotoiniciátorov bežne sa vyskytujúcich v potlačených vzorkách papierového a plastového charakteru s použitím plynovej chromatografie. Špeciálnym typom migrácie je set-off migrácia z potlačených vonkajších vrstiev obalových materiálov. Set-off migrácia sa vyskytuje v potravinárskom priemyslu v rolkách obalového materiálu, kde potlačená vrstva je v kontakte s nepotlačenou stranou obalového materiálu. Táto práca sa zaoberá testovaním prenosu vybraných fotoiniciátorov metódou set-off ako pri otretím vrstvy obalu s fotoiniciátorom o vrstvu bez fotoiniciátoru.

199 Hodnocení kvality rybích prstů Bc. Marie Valentová (M2) Školitel: Ing. Jan Pivoňka, Ph.D. Rozdílná kvalita potravin prodávaných pod stejnou značkou je v současné době předmětem širší diskuse, do které je zapojena řada členských států EU. Legislativa ani technické normy přitom nepopisují jednoznačné postupy, jak při porovnávání kvality potravin postupovat, a to zejména v případech, kdy je do hodnocení třeba zahrnout několik různých aspektů. Cílem této práce je porovnání kvality rybích prstů a zhodnocení, do jaké míry může být rozdílnost ovlivněna variabilitou vstupní suroviny případně technologickým zpracováním. Při hodnocení byly využity metody fyzikálně chemického zkoušení v kombinaci se senzorickým hodnocením. V rámci srovnávání kvality byly laboratorně stanoveny obsahy bílkovin, tuku, masa, popela a vlhkosti. Součástí hodnocení bylo i porovnání podílu jednotlivých složek po mechanickém rozboru a vyrovnanost hmotností jednotlivých rybích prstů v balení. Porovnány byly rybí prsty stejné značky z pěti zemí EU, přičemž bylo zjištěno, že výrobky prodávané v jednotlivých zemích se liší.

200 Uhlovodíky z minerálních olejů v obalech potravin Bc. Stanislava Procházková (M1) Školitel: Ing. Lukáš Vápenka Uhlovodíky z minerálních olejů jsou v současné době významně diskutovanými potenciálními kontaminanty obalových materiálů potravin. Tyto uhlovodíky mohou migrovat například z recyklovaného papíru nebo tiskařských inkoustů do balené potraviny a ohrozit tak zdraví konzumenta. Samotné stanovení této skupiny látek s sebou nese řadu úskalí, především vlivem jejich rozmanitého strukturního složení. Cílem této práce byla separace a kvantifikace uhlovodíků z minerálních olejů ze vzorků různých druhů papíru. Nejprve bylo nutné uhlovodíky vyextrahovat vhodnými rozpouštědly a poté separovat dvě základní frakce, a to frakci s nasycenými uhlovodíky a aromatickou frakci. K této separaci byla použita extrakce na pevnou fázi, přičemž pevnou fázi tvořil silikagel zaktivovaný 5% dusičnanem stříbrným a eluce frakcí byla prováděna hexanem, nebo směsí hexanu, toluenu a dichlormetanu. Separované frakce byly následně na vakuové odparce zakoncentrovány a s přídavkem směsi vnitřních standardů analyzovány na plynovém chromatografu s plamenově-ionizačním detektorem.

201 Technologie potravin II MÍSTO: B268A - KNIHOVNA ÚSTAVU KONZERVACE POTRAVIN KOMISE prof. Ing. Petr Pipek, CSc. (předseda) doc. Ing. Ladislav Čurda, CSc. Ing. Lukáš Vápenka PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Štěpán Marhons (M1, Ing. Kateřina Solichová, Ph.D.) Charakterizace zákysových kultur pro výrobu fermentovaných výrobků s nízkým obsahem laktosy 09:00 Bc. Valeriya Zherepa (M1, doc. Ing. Čurda Ladislav, CSc.) Sledování vlastností nových komerčních enzymů při hydrolýze laktosy. 09:00 Bc. Jana Kočová (M2, Ing. Eva Šviráková, Ph.D.) Charakterizace bakterií Gluconobacter spp. a Kozakia sp. kontaminujících nealkoholické nápoje 09:00 Bc. Karolína Fouknerová (M2, prof. Ing. Petr Pipek, CSc.) Využití chmele v masné výrobě 09:00 Bc. Adam Kopáček (M2, prof. Ing. Petr Pipek CSc.) Vlastnosti celosvalových masných výrobků se sníženým obsahem sodíku 09:00 Bc. Tereza Podskalská (M2, doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.) Ověření postupů detekce cizích amyláz v medu 09:00 Bc. Anna Možná (M2, doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.) Základní charakteristika klíčových senzoricky aktivních látek jablečných šťáv

202 Charakterizace zákysových kultur pro výrobu fermentovaných výrobků s nízkým obsahem laktosy Bc. Štěpán Marhons (M1) Školitel: Ing. Kateřina Solichová, Ph.D. V této práci se sledovala fermentace mléka a plně zhydrolyzované mléka pomocí dvou kultur, obsahujících bakterie Lactobacillus, Streptococcus a Bifidobacterium a také se provedla současná hydrolýza a fermentace mléka. V kultuře č. 1 byl počet laktobacilů v řádu 10 6 KTJ.ml -1 a streptokoků KTJ.ml -1, po fermentaci v čerstvém polotučném mléce se jejich počet snížil o dva řády. Při kultivaci v plně zhydrolyzovaném mléce klesl jejich počet o 1 řád. Hodnota ph po fermentaci nezhydrolyzované mléko činila ph 4,24 a zhydrolyzovaného mléka 4,35. Během měření kysací křivky bylo zjištěno, že snížený obsah laktózy v mléce způsobuje pozdější nástup poklesu ph během kultivace, v tomto případě o 0,8 h. Ve směsi kultur č. 2 byly počty streptokoků, laktobacilů a bifidobakterií v řádu KTJ.ml 1. Počet streptokoků po fermentaci v čerstvém mléce zůstal stejný, ale klesly počty laktobacilů a bifidobakterií (o 3 resp. 4 řády). Při kultivaci v zhydrolyzovaném mléce klesl počet všech sledovaných mikroorganismů (streptokoky o 1 řád, laktobacily o 5 řádů a bifidobakterie o 3 řády). Dosažené ph v nezhydrolyzovaném mléce bylo 4,79 a zhydrolyzovaném mléce 4,38. Z vyhodnocení kysací křivek je patrné, že ve zhydrolyzovaném mléce dochází ke zvýšenému poklesu ph výrazně později, až o 1,8 h.

203 Sledování vlastností nových komerčních enzymů při hydrolýze laktosy. Bc. Valeriya Zherepa (M1) Školitel: doc. Ing. Čurda Ladislav, CSc. Počet lidí, kteří trpí laktosovou intolerancí u nás i celosvětově je značný. Cílem práce bylo obeznámit se s problematikou laktosové intolerance a způsobem provedení hydrolýzy laktosy. Experimentální část byla zaměřena na sledování vlastností nových komerčních enzymů a zjištění optimálních podmínek provedení hydrolýzy laktosy v mléce s využitím těchto enzymů. Byly rovněž připraveny jogurty s hydrolyzovanou laktosou. Během experimentů v mléce byla provedena hydrolýza laktosy pomocí enzymů Maxilact, NOLA Fit a Saphera za různých podmínek. Byly pozorovány vlastností enzymů při teplotách 6 a 37 ºC, při ph substrátu v rozmezí 5,5-6,5 a při hydrolýze laktosy ve fermentovaném výrobku před zaočkovaním jogurtovou kulturou nebo současně s fermentací. Při hydrolýze laktosy za různých teplot byly určeny optimální koncentrace enzymů pro dosažení výsledného obsahu laktosy pod 0,1%. Důležitým faktorem bylo ph mléka, bylo zjištěno, že aktivita enzymu Maxilact klesá v kyselém prostředí a aktivita jiných enzymů téměř na ph nezávisí. Větší rozmezí ph u enzymů NOLA Fit a Saphera umožnuje jejich použití při fermentaci. Vzhledem k počtu lidi trpících laktosovou intolerancí, lze konstatovat, že podobné výzkumy jsou potřebné pro zlepšení technologických postupů a pro další vývoj nových výrobků.

204 Charakterizace bakterií Gluconobacter spp. a Kozakia sp. kontaminujících nealkoholické nápoje Bc. Jana Kočová (M2) Školitel: Ing. Eva Šviráková, Ph.D. Bakterie rodu Gluconobacter a Kozakia se taxonomicky řadí do čeledi Acetobacteraceae a patří do skupiny takzvaných bakterií octového kvašení. Jejich základní biochemickou vlastností je oxidace ethanolu na kyselinu octovou s využitím v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. V průmyslu výroby nealkoholických nápojů mají tyto bakterie statut technologicky rizikových bakterií podílejících se na snížení kvality výrobků tvorbou texturních a senzorických defektů. Některé druhy Gluconobacter spp. jsou pro člověka oportunistickými patogeny; G. frauterii může způsobit endokarditidu. Druh Kozakia baliensis není patogenní. Cílem práce bylo experimentálně ověřit současné poznatky o charakterizaci vybraných druhů Gluconobacter spp. a Kozakia baliensis izolovaných z různých potravinářských a přírodních zdrojů. U testovaných kmenů byly zjišťovány makroskopické znaky kolonií, mikroskopické znaky buněk s využitím metody optické mikroskopie, dále jejich růstová aktivita v Sabouraudově bujónu se 4 % glukosy během aerobních kultivacích při teplotě 25 C s využitím metody optické denzitometrie a plotnové metody. Zjištěné výsledky práce mohou být využitelné v nápojářském průmyslu při jištění zdravotní bezpečnosti a jakosti nealkoholických nápojů při eliminaci bakterií rodu Gluconobacter a Kozakia.

205 Využití chmele v masné výrobě Bc. Karolína Fouknerová (M2) Školitel: prof. Ing. Petr Pipek, CSc. Chemické přídatné látky v masných výrobcích jsou některými spotřebiteli vnímány negativně, a proto jsou vyhledávány různé přírodní alternativy. Jejich použití však musí být náležitě prostudováno a definováno. Cílem práce bylo vyzkoušet možnosti využití preparátů chmele otáčivého jako zdroje antioxidantů pro masné výrobky. Pro dva pokusy byly vyrobeny vzorky tepelně opracovaných masných výrobků s různými přídavky odhořčených chmelových pelet ve formě prášku nebo vodného extraktu. Byly sledovány celkové počty mikroorganismů, barva (reflexní spektrofotometrie), textura (Warner-Bratzlerův test) a oxidace lipidů (TBARS). Vzorky byly rovněž senzoricky zhodnoceny. Přídavek chmele výrazně zlepšil oxidační stabilitu výrobků a zároveň neměl výrazný vliv na testované technologické vlastnosti a údržnost. Přídavek chmele nezpůsobil výrazné změny organoleptických vlastností, pouze mírně zvýšil intenzitu cizího aroma a chuti. Na základě naměřených dat lze chmel považovat za vhodnou přísadu pro masné výrobky za předpokladu, že bude dávkován ve vhodné koncentraci.

206 Vlastnosti celosvalových masných výrobků se sníženým obsahem sodíku Bc. Adam Kopáček (M2) Školitel: prof. Ing. Petr Pipek CSc. Chlorid sodný v masné výrobě zajišťuje rozpouštění svalových bílkovin, čímž vytváří strukturu masných výrobků. Má i pozitivní vliv na údržnost a organoleptické vlastnosti. S nadměrným příjmem sodíku je však spojován rozvoj kardiovaskulárních onemocnění, a proto je zde snaha o snížení jeho obsahu v potravinách. Byl sledován vliv částečné náhrady chloridu sodného chloridem draselným a mléčnanem draselným. U vzorků byly hodnoceny následující vlastnosti: textura, ztráty vývarem, barva, ph, aktivita vody a thiobarbiturové číslo. Vzorky s přídavkem chloridu draselného měly tvrdší texturu a senzoricky byly hodnoceny kladně, s tím, že byly detekovány kovové a nahořklé chutě. Přídavek mléčnanu draselného neměl na texturu vliv. Negativně ovšem ovlivnil ztráty vývarem a organoleptické vlastnosti výrobku. Na základě zjištěných výsledků lze říci, že chlorid draselný je jako náhrada chloridu sodného v masných výrobcích vhodný.

207 Ověření postupů detekce cizích amyláz v medu Bc. Tereza Podskalská (M2) Školitel: doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D. Med je v dnešní době značně ceněnou komoditou vlivem omezené produkce a vysoké nákupní ceně. Z těchto důvodů často podléhá falšování. Způsobů, jak znehodnocovat med, je hned několik, např. nevhodné skladování, tepelná úprava, přidávání levných sladidel (třtinového cukru, rafinovaného řepného cukru, kukuřičného či bramborového sirupu). Podle literárních údajů je možno přídavek škrobových sirupů detekovat na základě průkazu přítomnosti amylolytických enzymů, které se při jejich výrobě používají. V této práci jsem se věnovala detekci enzymů v autentických řepkových medech a v souboru modelových vzorků medu s přidanými (cizími) enzymy - α-amylázou (z Aspergillus oryzae), β-amylázami (z ječmene a ze sladkých brambor) a γ-amylázou (z Aspergillus niger). Stanovovala jsem aktivitu diastasy a amyláz pomocí těchto metod: 1. Phadebas, která je založena na barevné reakci α-amylázy se zesíťovaným škrobem, 2. podle Schadeho, principem metody je barevná reakce α-amylázy a částečně i β- a γ- amylázy se škrobem, 3. stanovení aktivity β-amylázy pomocí komerčně dodávaného enzymového setu Betamyl-3, založeného na rozkladu substrátu 4-nitrofenyl-beta-maltotriózy a testovaného za účelem detekce cizích amyláz.

208 Základní charakteristika klíčových senzoricky aktivních látek jablečných šťáv Bc. Anna Možná (M2) Školitel: doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D. Vonné látky jsou charakterizovány jako látky nízkomolekulární, těkavé, málo rozpustné ve vodě, většinou nepolární. Aroma (flavour) jablek tvoří více než 300 různých sloučenin. Jsou buď přirozenou složkou potravin (jako primární aromatické látky), nebo vznikají enzymovými a chemickými reakcemi (jako sekundární aromatické látky). Jablečné šťávy se vzájemně liší svým obsahem i koncentrací těkavých látek, což má vliv na výsledný senzorický vjem. Tato různorodost je ovlivněna mnoho faktory, např. kvalitou surovin, odrůdou, způsobem zpracování, skladováním atd. Cílem práce je ověřit a optimalizovat analytickou metodu pro stanovení aromatických látek. Bude použita extrakční metoda SPME a následná analýza GC-MS-O, využívající zřeďovací metody AEDA. Bude proměřena přítomnost 14 nejčastěji se vyskytujících látek. Identifikace se provede pomocí retenčních indexů a MS. Pro kvantifikaci bude využita metoda kalibrační křivky i přídavku vnitřního standardu. Takto bude provedena identifikace a kvantifikace těkavých látek v 6 vzorcích z tržní sítě. Výsledky spolu s olfaktometrickým hodnocením se porovnají s výsledky senzorického hodnocení získaných metodou Rapid Sensory Profiling Techniques (tzv. sorting task) na ČZÚ Praha, která spočívá v třídění látek na základě podobnosti.

209 Ústav chemie přírodních látek (342) ÚSTAVNÍ KOORDINÁTOR Ing. Elena Prokudina SEZNAM SEKCÍ 1. Chemie přírodních látek - analytické a separační metody 2. Chemie přírodních látek - příprava a identifikace I 3. Chemie přírodních látek - příprava a identifikace II

210 SPONZOŘI SEKCE ÚSTAVU CHEMIE PŘÍRODNÍCH LÁTEK

211 Chemie přírodních látek - analytické a separační metody MÍSTO: B02 KOMISE prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. (předseda) PharmDr. Petra Mikšátková, Ph.D. RNDr. Miroslav Ledvina, Ph.D. PROGRAM 11:00 zahájení 11:00 Lucie Svobodová (B3, Ing. Martin Kuchař, Ph.D.) Identifikace nových psychoaktivních látek Ramanovou a infračervenou spektroskopií 11:00 Bc. Klára Gotvaldová (M2, Ing. Martin Kuchař, Ph.D.) Analýza psychoaktivních látek v houbách rodu Psilocybe metodou HPLC-MS 11:00 Barbora Mužíková (B3, Ing. Martin Kuchař, Ph.D.) Identifikace nových psychoaktivních látek metodou NMR 11:00 Bc. Natalie Kolderová (M1, Ing. Martin Kuchař, Ph.D.) Enantioseparace syntetických katinonů superkritickou fluidní chromatografií s hmotnostní detekcí 11:00 Bc. Pavla Průchová (M2, Kuchař Martin Ing. Ph.D.) Analýza endogenních steroidů v lidském séru metodou HPLC-MS 11:00 Tereza Maříková (B3, Ing. Martin Kuchař, Ph.D.) Vývoj metody preparativní enantioseparace syntetických katinonů 11:00 Bc. David Mervart (M2, Ing. Martin Kuchař, Ph.D.)

212 Studium farmakokinetiky syntetických kanabinoidů metodou HPLC-MS 11:00 Michaela Křivská (B3, prof. Dr. RNDr. Oldřich Lapčík) Imunoanalytické metody pro stanovení cykloartanových glykosidů 11:00 Šárka Janušová (M2, Doc. Dr. Ing. Ivan Raich) Studium GITR-signálního komplexu pomocí hmotnostní spektrometrie vyhlášení výsledků

213 Identifikace nových psychoaktivních látek Ramanovou a infračervenou spektroskopií Lucie Svobodová (B3) Školitel: Ing. Martin Kuchař, Ph.D. Nové psychoaktivní látky (NPS, New Psychoactive Substances) jsou látky, které vykazují omamný nebo psychotropní efekt a nejsou regulovány. Tato práce se zaměřuje na možnosti identifikace a popisu struktury jedné ze skupin NPS a to na syntetické deriváty kathinonu, látky přirozeně se vyskytující v rostlině Katha jedlá (Catha edulis). Pro účely analýz byl v rámci práce syntetizován pentylon (1-(1,3-benzodioxol-5-yl)-2- (methylamino)pentan-1-on), jakožto zástupce substituovaných derivátů kathinonu. Analýzy pentylonu a dalších strukturně podobných látek byly prováděny pomocí přenosného Ramanova a infračerveného spektrometru. Výstupem práce je vytvoření knihovny infračervených a Ramanových spekter těchto látek a porovnání vlivu jejich struktury na změřená spektra. V neposlední řadě byla porovnána schopnost použitých přístrojů kvalitně identifikovat strukturu těchto typů látek.

214 Analýza psychoaktivních látek v houbách rodu Psilocybe metodou HPLC-MS Bc. Klára Gotvaldová (M2) Školitel: Ing. Martin Kuchař, Ph.D. Psilocybe (lysohlávka) je nejpočetnějším rodem halucinogenních hub rostoucích nejen v České republice. Za psychoaktivní účinky hub jsou zodpovědné v nich obsažené alkaloidy - psilocybin, psilocin, baeocystin a norbaeocystin. Biologicky účinné tryptaminy jsou obsaženy v plodnicích (nadzemních částech hub), ale i v jejich myceliích (podhoubích). V současnosti se syntetický psilocybin používá jako modelová látka indukované psychózy pro potenciální léčbu depresí, úzkostí a obsedantně kompulzivních poruch. Cílem této práce bylo stanovit čtyři uvedené serotonergní tryptaminy v sušených a lyofilizovaných matricích hub pomocí metody UHPLC-MS/MS. Byla sledována závislost obsahu zkoumaných alkaloidů na velikosti plodnic hub a dále také, zda jsou tyto alkaloidy obsaženy i ve třeních (nohách) hub. Celkem bylo analyzováno 21 vzorků hub z deseti různých druhů rodu Psilocybe. Z výsledků je patrné, že menší plodnice obsahují vyšší množství psychotropních tryptaminů a třeně hub obsahují zhruba polovinu účinných látek než jejich klobouky.

215 Identifikace nových psychoaktivních látek metodou NMR Barbora Mužíková (B3) Školitel: Ing. Martin Kuchař, Ph.D. Nové psychoaktivní substance jsou látky vykazující omamné či psychotropní účinky. Patří mezi nejinovativnější látky na evropském i světovém drogovém trhu; na konci roku 2016 Evropské monitorovací centrum pro drogy a drogovou závislost (EMCDDA) sledovalo již 620 nových psychoaktivních látek. Nejvíce zachycených nových drog patří do skupiny syntetických kanabinoidů a syntetických kathinonů, následují fenethylaminy, opioidy, benzodiazepiny a další. Ne všechny tyto nové drogy jsou regulované českou nebo evropskou legislativou, proto je jejich vývoj i užívání na vzestupu. Cílem práce je identifikovat látky patřící do této skupiny pomocí strukturní analýzy nukleární magnetickou resonancí, vytvořit knihovnu NMR spekter a následně vyvinout metodu pro jejich kvantifikaci, a to jak v čisté formě, tak i ve směsích.

216 Enantioseparace syntetických katinonů superkritickou fluidní chromatografií s hmotnostní detekcí Bc. Natalie Kolderová (M1) Školitel: Ing. Martin Kuchař, Ph.D. Syntetické katinony jsou strukturně odvozeny od přírodního (S)-katinonu, látky obsažené v katě jedlé (Catha edulis), jež je známa pro své psychostimulační účinky. V posledních letech se velice rychle vyvíjí syntéza těchto nových derivátů, které tvoří významnou skupinu nových psychoaktivních substancí (NPS). NPS na bázi katinonu lze snadno získat na internetu. Mnohé z těchto látek jsou prozatím legislativně nepostižitelné, neboť se jejich struktura odlišuje od aktuálně známých zakázaných drog a jsou tudíž široce zneužívány jako rekreační drogy. Tyto syntetické deriváty obsahují ve své struktuře centrum chirality a vyskytují se zpravidla v racemické formě. Vzhledem k rychlému rozvoji syntetických katinonů je známo velice málo informací o jejich toxikologii a farmakologii, o rozdílech v účinku jednotlivých enantiomerů pak není známo prakticky nic. Naším cílem je vyvinout metodu enantioseparace strukturně modifikovaných syntetických katinonů a jejich metabolitů za pomoci superkritické fluidní chromatografie (SFC) s využitím zwitteriontových chirálních stacionárních fází. V rámci této práce jsou optimalizovány podmínky separace v SFC za použití hmotnostní detekce. V budoucnu budou zwitteriontové kolony využity k určení poměru enantiomerů studovaných látek v biologických vzorcích.

217 Analýza endogenních steroidů v lidském séru metodou HPLC-MS Bc. Pavla Průchová (M2) Školitel: Kuchař Martin Ing. Ph.D. Endogenní steroidy jsou biologicky aktivní nízkomolekulární látky odvozené od molekuly cholesterolu. Tyto látky hrají zásadní roli v řadě fyziologických procesů v lidském těle jako jsou regulace metabolismu, růstu a reprodukce. Steroidní hormony se staly důležitým biologickým indikátorem pro diagnostiku mnoha závažných endokrinních onemocnění souvisejících s funkcí nadledvin nebo pohlavních žláz. Stanovení hladin steroidních látek je používáno nejen v klinické praxi, nýbrž i při vědeckých studiích či antidopinkových kontrolách. Z tohoto důvodu je důležité vyvinout spolehlivou, citlivou a specifickou analytickou metodu pro přesnou kvantifikaci steroidních látek a jejich metabolitů v těle. Chromatografické techniky s hmotnostní detekcí splňují tyto požadavky a v současnosti jsou jedny z nejpoužívanějších metod pro tuto analýzu. Práce je zaměřena na optimalizaci zpracování složité biologické matrice a následnou kvantifikaci vybraných endogenních steroidů metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostní detekcí (HPLC-MS). Vyvinutá metodika bude použita pro analýzu vzorků lidských sér v rámci klinické studie užití rostliny Tribulus terrestris u zdravých dobrovolníků a její možný vliv na zvýšení hladin steroidních hormonů v krvi.

218 Vývoj metody preparativní enantioseparace syntetických katinonů Tereza Maříková (B3) Školitel: Ing. Martin Kuchař, Ph.D. Nové psychoaktivní látky (new psychoactive substances NPS) jsou rostlinné nebo syntetické substance, které se vyznačují nejčastěji stimulačním či halucinogenním účinkem. Tyto sloučeniny jsou zpravidla odvozeny od již zakázaných látek. Jednou z nejrozšířenější a v několika zemích EU dokonce nejužívanější skupinou NPS jsou syntetické deriváty kathinonu. Jeden z enantiomerů kathinonu, (S)-kathinon, je alkaloid přirozeně se vyskytující v mladých listech Katy jedlé (Catha edulis). Jeho syntetické analogy využívají podobnosti struktury a efektu s amfetaminem, avšak jsou zpravidla vyráběny v racemické formě. Vzhledem k tomu, že enantiomery mohou mít na živý organismus výrazně odlišné účinky, a to i účinky vedlejší, je důležité otestovat jednotlivé enantiomery in vivo. Cílem práce bylo nalezení účinné metody chirální separace tří derivátů kathinonu, a to methylonu, butylonu a pentylonu, které se samostatně nebo ve směsích běžně vyskytují na evropské drogové scéně. Po optimalizaci podmínek enantioseparace zvolených drog v analytickém módu na polysacharidové chirální koloně, byla metoda převedena do preparativního módu. Za optimalizovaných podmínek preparativní enantioseparace byly získány enantiomery všech cílových látek, které budou dále studovány na spolupracujících pracovištích.

219

220 Studium farmakokinetiky syntetických kanabinoidů metodou HPLC-MS Bc. David Mervart (M2) Školitel: Ing. Martin Kuchař, Ph.D. Navzdory tomu, že konopí bylo užíváno pro různé účely přes 4 tisíciletí, byl vývoj potencionálních léčiv založený na kanabinoidech velmi pomalý. Teprve nedávno začaly být kanabinoidy, především kanabidiol (CBD), objektem zájmu medicínských studií. V současné době probíhají studie, které mají potvrdit účinnost CBD u pacientů s epilepsií. Dále se objevují studie, které poukazují na skutečnost, že CBD by mohl být novým potencionálním kandidátem na léčbu Alzheimerovy choroby nebo užitečným terapeutickým prostředkem pro léčbu neuropatické bolesti provázející steatartritidu. U syntetických halogenovaných derivátů CBD je vyvozován předpoklad, že by mohly být potentnější než kanabidiol a účinněji přestupovat přes hemoencefalitickou bariéru. Ve spolupráci s Národním ústavem duševního zdraví byly získány vzorky séra, moči a mozku laboratorních potkanů, kterým byla aplikována dávka bromovaného CBD gastrickou sondou, a dále vzorky séra, mozku, plic a jater potkanů, kterým byl obdobně aplikován chlorovaný CBD. Cílem práce je vyvinout metodiku zpracování vzorků séra a zmíněných tkání odebíraných v různém časovém intervalu po aplikaci látky a dále vyvinout metodu HPLC-MS pro kvantitativní stanovení hladin těchto látek. Výstupem práce pak bude farmakokinetický profil látek v animálním modelu.

221 Imunoanalytické metody pro stanovení cykloartanových glykosidů Michaela Křivská (B3) Školitel: prof. Dr. RNDr. Oldřich Lapčík Sutherlandia frutescens (L.) R.Br. (Fabaceae) je jednou z nejdůležitějších rostlin jihoafrické tradiční medicíny. Tato víceúčelová léčivka zaujala zejména antiproliferačními, anti-hiv a antidiabetickými vlastnostmi. Významný podíl na jejích biologických aktivitách se předpokládá u cykloartanových glykosidů sutherlandiosidů. Naše laboratoř se zaměřila na vývoj imunoanalytických metod pro stanovení sutherlandiosidů. Byly získány králičí polyklonální protilátky a sestavena ELISA metoda, která se využívá v klinické praxi pro ověření compliance užívání preparátů na bázi S. frutescens. Dalším cílem je vývoj sorbentu pro imunoafinitiní chromatografii pro přečištění extraktů ze složitých biologických matric před HPLC-MS. Z antiséra (PL 104) byla získána imunoglobulinová frakce a imobilizována na komerčně dostupný nosič Affi-Gel 10 (BioRad). Získaný imunosorbent by mohl být schopen vázat sutherlandiosidy včetně některých analog například z extraktů rostlin a rovněž jejich metabolity z moči probandů či pacientů při farmakokinetických studiích.

222 Studium GITR-signálního komplexu pomocí hmotnostní spektrometrie Šárka Janušová (M2) Školitel: Doc. Dr. Ing. Ivan Raich T lymfocyty jsou významnou skupinou buněk imunitního systému. Na svém povrchu obsahují antigenně-specifický T buněčný receptor (TCR), díky kterému jsou schopné rozpoznat antigenní peptidy navázané na hlavním histokompatibilním komplexu (MHC). Po této specifické interakci TCR-MHC/peptid zahajují imunitní odpověď organismu. Pro jejich plnou aktivitu, a tak i účinnost, je potřeba současná signalizace ko-stimulačních molekul, které především prodlužují životnost a efektivitu T efektorových buněk. Tato práce se věnuje kostimulační molekule z rodiny TNF GITR/GITRL (glucocorticoidinduce TNFR-related protein). Ligand (GITRL) je glykoprotein typu II s trimerní strukturou. Navázáním na receptor (GITR), který je transmembránovým proteinem typu I, způsobí jeho trimerizaci a spustí navazující signalizaci. Cílem této práce je analýza molekulárního mechanismu, jakým signalizuje ko-stimulační molekula GITR, pomocí hmotnostní spektrometrie a identifikace nových proteinů, které regulují jeho signalizaci.

223 Chemie přírodních látek - příprava a identifikace I MÍSTO: B02 KOMISE doc. Ing. Ivan Raich, Dr. (předseda) Flegel Martin, RNDr. CSc. Kuchař Martin, Ing., Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Vít Prouza (M2, Ing. Kamil Parkan, Ph.D.) Syntéza aryl-c-glykosidů a jejich využití v buněčném rozpoznávání 09:00 Bc. Jana Hojcsková (M2, Pavel Drašar, prof. RNDr. DSc.) Příprava a testování cytotoxické aktivity nenasycených triterpenoidnich kyselin lupanové řady 09:00 Lucie Vršanová (M1, Ing. Kamil Parkan, Ph.D) Syntéza C-glykosidů odvozených od GlcNAc 09:00 Matěj Malík (M2, prof. Ing. Zdeněk Wimmer, DrSc.) Amidy vybraných triterpenových kyselin s lineárními polyaminy. 09:00 Bc. Dorota Konvalinková (M2, Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.) Glykomimetika se zvýšenou rozpustností ve vodě 09:00 Bc. Lucia Tóthová (M2, Ing. Kamil Parkan, Ph.D) Sacharidové biosenzory pro detekci bakteriální kontaminace pitné vody 09:00 Bc. Kamila Brajerová (M2, Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.)

224 Modifikace vlastností tetravalentního α-d-mannopyranosylkalix[4]arenu 09:00 Bc. Barbora Marková (M2, Ing. Kamil Parkan, Ph.D.) Příprava nových glykoklastrů za využití Pd-katalyzované reakce 09:00 Bc. Jakub Zýka (M2, Ing. Ondřej Šimák, Ph.D.) Příprava izosterních nukleosid fosfonátů a z nich odvozených monomerů 09:00 Bc. Gulmira Munis (M2, Ing. Ondřej Šimák, Ph.D.) Příprava fosfonátových derivátů nukleosidů na bázi morfolinu. 09:00 Bc. Michal Rahm (M1, Ing. Kamil Parkan, Ph.D.) Syntéza glykomimetik pomocí Hiyamovy reakce vyhlášení výsledků

225 Syntéza aryl-c-glykosidů a jejich využití v buněčném rozpoznávání Bc. Vít Prouza (M2) Školitel: Ing. Kamil Parkan, Ph.D. Aryl-C-glykosidy jakožto syntetická analoga přírodních ligandů lektinů by bylo možné využívat v medicíně například k antiadhezivní terapii 1. V mé práci jsem se zabýval syntézou těchto látek, z výchozího pinakolesteru kyseliny boronové odvozeného od L- fukosy, za pomocí Suzuki-Miyaura cross-coupling reakce 2. Následnými stereoselektivními reakcemi bylo dále docíleno α- a β-aryl-c-glykosidů. Aktivita takto připravených ligandů byla podrobena biologickému testování na bakteriálních lektinech. 1. Ofek, I.; Hasty, D. L.; Sharon, N., Med. Microbiol. Immunol. 2006, 38 3, Sakamaki, S.; Kawanishi, E.; Koga, Y.; Yamamoto, Y.; Kuriyama, C.; Matsushita, Y.; Ueta, K.; Nomura, S., Chem. Pharm. Bull. (Tokyo) 2013, 61 10,

226 Příprava a testování cytotoxické aktivity nenasycených triterpenoidnich kyselin lupanové řady Bc. Jana Hojcsková (M2) Školitel: Pavel Drašar, prof. RNDr. DSc. Terpenoidy tvoří rozšířenou skupinu přírodních látek. Jejich základní stavební jednotkou je isopren (2-methylbuta-1,3-dien). Podskupinu sloučenin tvořených šesti molekulami isoprenu nazýváme triterpeny. Jednotlivé deriváty mají různé účinky, společně pokrývají široké spektrum biologických aktivit: antimikrobiální, antimykotické, protivirové, protizánětlivé, protinádorové, angiogenní, protialergické, hepatoprotektivní a další. Cílem této práce je připravit vícenenasycené deriváty lupanu, (sloučenin podobných kyselině betulinové a betulinu, které projevují protinádorovou biologickou aktivitu,) a zjistit, zda by byly využitelné ve farmacii. Změnou funkčních skupin lze modifikovat účinky jednotlivých sloučenin. Snažíme se tedy o přípravu nových látek, které by v některém směru převyšovaly účinnost nynějších substancí a které by zároveň byly méně toxické. Proto jsme navrhli způsoby syntézy pro tři sloučeniny, které poté podstoupí testy cytotoxické aktivity, díky kterým zjistíme, jak působí na buňky. Výchozími látkami jsou betulin diacetát, lup-18-en-3β,28-diyl diacetát a lupa-18,21-dien-3β,28-diyl diacetát.

227 Syntéza C-glykosidů odvozených od GlcNAc Lucie Vršanová (M1) Školitel: Ing. Kamil Parkan, Ph.D Borelióza je onemocnění vyvolané bakteriemi rodu Borrelia. Bakterie mají ve své buněčné stěně vrstvu peptidoglykanu, který je složený z N-acetylglukosaminu a kyseliny N acetylmuramové. Buňky imunitního systému jsou schopny rozpoznávat patogenní bakterie díky nejmenšímu peptidoglykanovému strukturnímu motivu, a to muramyl dipeptidu (MDP). Ten je složený právě z kyseliny N-acetylmuramové připojené k aminokyselinovému řetězci L-Ala-D-isoGln. Cílem práce bylo připravit strukturní analog muramyl dipeptidu, jehož biologická aktivita bude testována za účelem jeho využití jako imunomodulační součásti vakcíny proti Lymské borelióze.

228 Amidy vybraných triterpenových kyselin s lineárními polyaminy. Matěj Malík (M2) Školitel: prof. Ing. Zdeněk Wimmer, DrSc. Tato práce je zaměřena na syntézu potenciálně farmakologicky využitelných derivátů triterpenoidních kyselin s polyaminy. Byly připraveny amidy betulonové, heterobetulonové a oleanolové kyseliny se sperminem, a dále amid heterobetulonové kyseliny s ethylendiaminem (modelová reakce pro studium reakčních podmínek). U oleanolové kyseliny byla nejprve pomocí acetanhydridu ochráněna hydroxylová skupina v poloze C(3). U dvou zbylých triterpenových kyselin tento problém nemusel být řešen, protože namísto skupiny hydroxylové obsahují relativně stabilní oxo skupinu. Volná karboxylová skupina v poloze C(17) byla poté využita k přípravě amidů, u kterých byla vždy na závěr provedena deprotekce Boc skupin.

229 Glykomimetika se zvýšenou rozpustností ve vodě Bc. Dorota Konvalinková (M2) Školitel: Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. Konjugáty C-galaktosidů s kalix[4]areny mohou sloužit jako ligandy lektinu LecA patogenní bakterie Pseudomonas aeruginosa. Biologické testování afinity konjugátu k lektinu vyžaduje dobrou rozpustnost ve vodě, která je vzhledem k amfifilnímu charakteru konjugátů problematická. Zlepšit ji lze použitím vhodné konformace kalix[4]arenu, či zvýšením počtu C-galaktosidových jednotek. Cílem této práce bylo připravit ve vodě rozpustný konjugát kalix[4]arenu v 1,3-střídavé konformaci obsahující 12 α-d-galaktopyranosových jednotek. Klíčovou reakcí byla Huisgenova cykloadice, pro kterou byly optimalizovány podmínky (teplota, doba reakce, katalyzátor, rozpouštědlo).

230

231 Sacharidové biosenzory pro detekci bakteriální kontaminace pitné vody Bc. Lucia Tóthová (M2) Školitel: Ing. Kamil Parkan, Ph.D Biosenzory zohrávajú dôležitú úlohu v medicíne, hlavne v klinickej diagnostike nádorových ochorení, ale svoje uplatnenie môžu nájsť aj pri monitorovaní mikrobiálnej kontaminácie pitnej vody. Syntetizované biosenzory sa skladajú z časti senzorovej a z transduktoru. Senzorovú časť tvorí sacharidová zložka ukotvená na transduktore, ktorá špecificky interaguje s bakteriálnym lektínom. Transduktor, bórom dopovaná nanokrystalová diamantová vrstva (NCD) túto interakciu premieňa na merateľnú fyzikálnu veličinu. Syntetizované boli O-,C-glykosidy odvodené od D-manosy a C-glykosid odvodený od L-fukosy na ktoré boli ligačnými technikami naviazané fluorescenčné farbivá BODIPY (Bdp) a Cy-5 pre potvrdenie interakcie sacharid-baktéria a následne boli sacharidové deriváty ukotvené na NCD nanodiamantovú vrstvu. Pripravené biosenzory sú vo fáze testovania.

232 Modifikace vlastností tetravalentního α-dmannopyranosylkalix[4]arenu Bc. Kamila Brajerová (M2) Školitel: Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. Jedním z nejdůležitějších dějů v živých organismech je komunikace mezi buňkami. Zprostředkovatelem mezibuněčné komunikace je interakce sacharid-lektin. Lektiny jsou definovány jako proteiny, které nekovalentně a s vysokou specifitou vážou sacharidy. Studium selektivity lektinů je důležitým nástrojem pro návrh nových léčiv obsahujících ve své struktuře sacharidovou složku. Využívá se skutečnosti, že lektiny vykazují zvýšenou selektivitu interakcí s jedním či několika sacharidy. Mechanismus účinku těchto léčiv spočívá v inhibici interakce patogenu s cílovou buňkou, čímž bychom mohli zabránit rozvoji onemocnění. Využití sacharidů jako léčiv však brání některé jejich nevýhodné vlastnosti, jednou z nich je nestabilní O-glykosidová vazba, která snadno podléhá kyselé i enzymové hydrolýze. Cíl je ji proto nahradit stabilnější vazbou, například C-glykosidovou. V této práci se zabývám přípravou potencionálního léčiva, které cílí na mannosovou doménu lektinu BC2L-C gramnegativní bakterie Burkholderia cenocepacia.

233 Příprava nových glykoklastrů za využití Pdkatalyzované reakce Bc. Barbora Marková (M2) Školitel: Ing. Kamil Parkan, Ph.D. Význam a potenciální využití glykoklastrů se opírá o multivalentní interakci sacharidových jednotek vázaných na supramolekulárním systému s lektiny, buněčnými receptory sacharidů. Interakce sacharidu s lektinem je klíčová pro adhezi patogenu na buňku v průběhu bakteriálních či virových infekcí, a právě vhodné glykoklastry by mohly adhezi patogenu inhibovat[1]; dále by mohly nalézt uplatnění jako syntetické vakcíny. [2] Tato práce je zaměřena na syntézu glykocalixarenů, prostřednictvím Pd-katalyzované cross-coupling reakce. Syntéza vycházela z vhodně chráněných pinakol boronátů I, odvozených od D-glukalu, které reakcí s jodidy (resp. di- a tetrajodidy) calix[4]arenu II poskytly požadované glykoklastry III. [1] Marra, A.; Moni, L.; Pazzi, D.; Corallini, A.; Bridi, D.; Dondoni, A. Org. Biomol. Chem. 2008, 6, [2] Astronomo, R. D.; Burton, D. R. Nat. Rev. Drug Discov. 2010, 9,

234 Příprava izosterních nukleosid fosfonátů a z nich odvozených monomerů Bc. Jakub Zýka (M2) Školitel: Ing. Ondřej Šimák, Ph.D. Na D-xylosu byla regioselektivně zavedena isopropylidenová skupina do polohy C1, C2. Poloha C5 byla ochráněna silylovou chránící skupinou a hydroxyl na C3 byl převeden na karbonyl 1. Hornerova-Wadsworthova-Emmonsova reakce s methylen-difosfonátem poskytla směs Z/E vinyl-fosfonátů. Chránící skupiny byly změněny na benzoyly 2 a na sacharid byl zaveden chráněný adenin. Ten byl sérií reakcí převeden na monomer 3 pro syntézu oligonukleotidů na pevné fázi.

235 Příprava fosfonátových derivátů nukleosidů na bázi morfolinu. Bc. Gulmira Munis (M2) Školitel: Ing. Ondřej Šimák, Ph.D. Výchozí ribo-nukleosidy byly regioselektivně ochráněny v poloze C5 silylovou chránicí skupinou a oxidovány jodistanem sodným. Vzniklý dialdehyd byl reduktivní aminací převeden na morfolinový heterocyklus. Ten byl podroben fosforylační reakci se dvěma typy fosforylačních činidel. Získané analogy nukleotidů byly převedeny na monomery vhodné pro syntézu oligonukleotidů na pevné fázi.

236 Syntéza glykomimetik pomocí Hiyamovy reakce Bc. Michal Rahm (M1) Školitel: Ing. Kamil Parkan, Ph.D. V této práci byla vyvinuta efektivní metoda syntézy nových organokřemičitých derivátů D glukalu, vyznačujících se netoxicitou a stabilitou. Připravené deriváty byly použity pro Hiyamovu cross coupling reakci ve své nechráněné podobě s aryl-, heteroaryl- a alkenylhalogenidy v dobrých až výborných výtěžcích (8 příkladů). Získané enolethery lze stereoselektivně převést na β C glykosidy pomocí hydroborace-oxidace bez nutnosti použití chránicích skupin, což bylo ověřeno syntézou Dapagliflozinu, významného léčiva diabetu mellitu 2. typu. Tímto postupem byl vytvořen krátký syntetický přístup k β-cglykosidům využívající Pd-katalýzy za mírných podmínek na volných derivátech sacharidů.

237 Chemie přírodních látek - příprava a identifikace II MÍSTO: CHODBA U B02 KOMISE prof. Ing. Zdeněk Wimmer, DrSc. (předseda) Štěpánek Petr, Ing. Ph.D. Šimák Ondřej, Ing. Ph.D. PROGRAM 09:00 zahájení 09:00 Bc. Martina Mejzrová (M2, RNDr. Martin Flegel, CSc.) Peptidy s vlastnostmi inhibitorů HIV-1 09:00 Bc. Jaroslava Šmolíková (M1, RNDr. Martin Flegel CS.c) Strukturované peptidy jako inhibitory enzymů 09:00 Bc. Michal Kratochvíl (M1, doc. Ing. Vladimír Pejchal, Ph.D.) Aminokyseliny v syntéze inhibitorů acetylcholinesterázy Tyrosin 09:00 Jiří Jakeš (M2, Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.) Polyvalentní glykomimetika jako ligandy lektinu LecA 09:00 Bc. Kateřina Housková (M2, Ing. Kamil Parkan, Ph.D.) Příprava pinakol boronátu pro syntézu C-disacharidů pomocí Bor-Wittigovy reakce 09:00 Bc. Barbora Toncarová (M1, Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.) Stabilní C-disacharidy spojené triazolovým můstkem pro syntézu glykomimetik 09:00 Bc. Markéta Šišáková (M2, Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.)

238 Polyvalentní fukosylkalixareny jako ligandy lektinů patogenních bakterií 09:00 Bc. Radka Kucherková (M2, prof. RNDr. Pavel Drašar, DSc.) Syntéza methoxy derivátů BODIPY barviv pro biologické zobrazování 09:00 Bc. Kamila Šedivá (M2, prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.) Thiocalix[4]areny jako nosiče bioaktivních ligandů vyhlášení výsledků

239 Peptidy s vlastnostmi inhibitorů HIV-1 Bc. Martina Mejzrová (M2) Školitel: RNDr. Martin Flegel, CSc. V roce 2005 byla publikována studie o CAI [1] (capsid assembly inhibitor). Jedná se o krátký syntetický peptid, který inhibuje sbalování viru HIV-1 in vitro. Tento 12-ti aminokyselinový peptid o známé sekvenci ITFEDLLDYYGP se váže na CA podjednotku viru. Na základě teoretické úvahy, která vychází z návrhu programu Chimera modelujícího vazebné místo pro CAI, bylo připraveno 7 analogů tohoto inhibitoru. Syntéza různě modifikovaných peptidů probíhala metodou na pevné fázi na polymerním nosiči Rink, s použitím taktiky Fmoc/tBu. Bylo využito syntetizátoru Spyder Mark III vyvinutém vývojovými dílnami ÚOCHB a Spyder Institutem Praha. Po odštěpení analogů (ve formě amidů) z polymerního nosiče byly jejich inhibiční vlastnosti testovány metodou FAITH. Cílem práce je ovlivnit změnami ve struktuře CAI peptidu jeho biologické (inhibiční) účinky na HIV-1 virové částice. [1] J. Sticht, M. Humbert, S. Findlow, J. Bodem, B. Müller, U. Dietrich, J. Wemer a H. G. Kräusslich, A peptide inhibitor of HIV-1 assembly in vitro, Nature Structural and Molecular Biology, sv. 12, pp , 2005.

240 Strukturované peptidy jako inhibitory enzymů Bc. Jaroslava Šmolíková (M1) Školitel: RNDr. Martin Flegel CS.c Výzkum a vývoj peptidů jako léčivých látek má velký realizační potenciál. Peptidy jsou charakterizovány jako vysoce selektivní, účinné a bezpečné látky. Jejich biologické účinky jsou u přírodních peptidů známy a výpočetní modelování látek de novo umožnuje jejich dokonalejší studium a návrhy pro potenciální aplikace. V práci byly zkoumány výpočetní návrhy peptidových inhibitorů pro TEV, papain a subtilisin proteázy. Ze spektra možných struktur byly vybrány jako nejslibnější dvě lineární a dvě cyklické peptidové struktury. Tyto beta-vlásenkové aminokyselinové peptidy byly syntetizovány metodou na pevné fázi. Cyklizace lineárních peptidů byla pak provedena CuAAC reakcí katalyzovanou mědí. Tvorba inhibičního komplexu strukturovaných peptidů byla zkoumána funkční charakterizací a inhibičním účinkem na enzymovou proteolytickou aktivitu. Tyto experimenty dosud odhalily inhibiční aktivitu pro papain proteázu. Pro porovnání proteolytické aktivity bez inhibitoru nebo v přítomnosti inhibitoru byl použit test přenosu fluorescenční rezonance (FRET). Výsledky ukázaly správnost naší hypotézy a byl pozorován významný rozdíl v enzymatické aktivitě. Další biologické experimenty jsou ve vývoji. Práce by mohla pomoci při vývoji nových selektivních a účinných inhibitorů různých druhů proteáz.

241 Aminokyseliny v syntéze inhibitorů acetylcholinesterázy Tyrosin Bc. Michal Kratochvíl (M1) Školitel: doc. Ing. Vladimír Pejchal, Ph.D. S narůstajícím věkem se zvyšuje riziko úbytku acetylcholinu v centrální nervové soustavě, což může vést až k Alzheimerově chorobě. Jednou z možností, jak zvýšit koncentraci tohoto neurotransmiteru, je zamezení jeho hydrolytického štěpení inhibicí enzymu acetylcholinesterázy 1. Mezi látky s touto schopností lze zařadit deriváty 6-fluor- 1,3-benzthiazolu připravené kondenzací 2-amino-5-fluorfenylthiolátu draselného s N- karboxyanhydridy biogenních aminokyselin 2. Cílem této práce byla příprava nového 4- [(2S)-2-amino-2-(6-fluor-1,3-benzthiazol-2-yl)ethyl]fenolu 1 s využitím aminokyseliny L- tyrosinu. A následná syntéza jeho derivátů v podobě vybraných Schiffových bazí 2 a sekundárních aminů Hampl, F.; Rádl, S.; Paleček, J.: Léčiva ovlivňující centrální nervový systém. In Farmakochemie, 3rd ed. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze: Praha, 2015; p Imramovský, A.; Pejchal V.; Štěpánková Š.; Vorcáková, K.; Jampílek, J.; Vanco, J.; Šimůnek, P.; Královec, K.; Brůčková, L.; Mandíková, J.; Trejtnar, F. Synthesis and in vitro evaluation of new derivatives of 2-substituted-6- fluorobenzo[d]thiazoles as cholinesterase inhibitors. Bioorg. Med. Chem. 2013, 21 (7),

242 Polyvalentní glykomimetika jako ligandy lektinu LecA Jiří Jakeš (M2) Školitel: Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. V posledních desetiletích jsou stále častěji objevovány nové multirezistentní bakteriální kmeny, tedy bakterie odolné vůči několika skupinám antibiotik. Z tohoto důvodu jsou hledány nové přístupy k terapii bakteriálních onemocnění. Jako jeden z perspektivních přístupů se jeví narušení rozpoznávacích procesů bakterie pomocí ovlivnění jejích povrchových proteinů (lektinů). Lektiny jsou proteiny se schopností selektivně a reverzibilně vázat sacharidy a hrají významnou roli v procesu adheze infekčních agens. Bakterie Pseudomonas aeruginosa obsahuje dva homotetramerní lektiny LecA (PA-IL) a LecB (PA-IIL), které selektivně rozeznávají d-galaktosu a l-fukosu. Pro zvýšení afinity sacharidu k cílovému lektinu se jako vhodná strategie ukázalo spojení sacharidových jednotek do glykoklastru. Cílem mojí práce bylo připravit galaktoglykoklastr 1 z odpovídajícího glykodendronu a propargylthiokalix[4]arenu s využitím Huisgenovy cykloadiční reakce. Připravený glykoklastr 1 je stabilní za fyziologických podmínek díky C-glykosidové vazbě a bude podroben biologickému testování na interakce s bakteriálním lektinem LecA (PA-IL).

243 Příprava pinakol boronátu pro syntézu C-disacharidů pomocí Bor-Wittigovy reakce Bc. Kateřina Housková (M2) Školitel: Ing. Kamil Parkan, Ph.D. Nedávno byla nalezena nová vysoce stereoselektivní bor-wittigova reakce stabilních a snadno získatelných geminálních bis(boronátů) s různými aldehydy, která umožňuje připravit substituované vinyl boronáty. Tyto vinyl boronáty jsou látky, které mají široké využití v organické chemii, neboť je lze využít pro různé transformační reakce jako je například Suzukiho-Miyaurova reakce, Chanův-Lamův kapling nebo Petasisova reakce. Cílem této práce bylo nalézt vhodné reakční podmínky pro přípravu cukerných vinyl boronátů 3, které by bylo možné následně použít pro syntézu C-disacharidů. Pro přípravu vinyl boronátů 3 byla použita stereoselektivní bor-wittigova reakce různých cukerných ketonů 1 s bis(boryl)methanem 2. Připravené vinyl boronáty 3 byly následně transformovány na aldehyd, jodid nebo byly použity pro Pd katalyzovanou Suzukiho- Miyaurovu reakci.

244 Stabilní C-disacharidy spojené triazolovým můstkem pro syntézu glykomimetik Bc. Barbora Toncarová (M1) Školitel: Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. Stabilní C-disacharidy spojené triazolovým můstkem pro syntézu glykomimetik V posledních několika letech se studuje problematika buněčného rozpoznávání a zjistilo se, že velkou roli v komunikaci na buněčné úrovni mají právě sacharidy, které díky svým unikátním vlastnostem fungují jako kódovací sloučeniny. Základem komunikace je pak interakce lektinového receptoru právě se sacharidy. Studium komunikace na buněčné úrovni je jedním ze základních pilířů vývoje nových léků. Glykosidová vazba ale není za fyziologických podmínek stabilní, proto se hledají stabilní analogy. Cílem práce bylo připravit C-pseudo-di-α-D-mannopyranosid 1 se spojením obou jednotek triazolovým můstkem. Biologické testování připraveného pseudodisacharidu 1 bude zaměřeno proti lektinu LecB (PA-IIL) patogenní bakterie Pseudomonas aeruginosa.

245 Polyvalentní fukosylkalixareny jako ligandy lektinů patogenních bakterií Bc. Markéta Šišáková (M2) Školitel: Prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. Lektiny patogenních bakterií jsou schopné interagovat se sacharidy na povrchu buněk, využít je ke kolonizaci tkáně a tvorbě biofilmu. Takovéto interakce jsou proto z velké části zodpovědné za rozvoj bakteriálních infekcí, jako je například cystická fibróza. Syntéza nových polyvalentních sacharidových ligandů, působících jako kompetitory ligandů přirozených, tak může být jednou z cest vývoje nových léčiv proti bakteriálním onemocněním. Cílem mé práce bylo připravit nové ligandy s kalix[4]arenovým skeletem a navázanou L fukosou jako sacharidem specifickým pro lektin LecB patogenní bakterie Pseudomonas aeruginosa a lektin BC2L-C bakterie Burkholderia cenocepaciae. Jako výchozí látku pro Huisgenovu cykloadiční reakci s tetrapropargyloxykalix[4]areny jsem připravila z 2 (α L fukopyranosyl)ethylazidu dendron se třemi fukosylovými jednotkami, který jsem využila k syntéze nového dendrimeru obsahujícího 12 jednotek.

246

247 Syntéza methoxy derivátů BODIPY barviv pro biologické zobrazování Bc. Radka Kucherková (M2) Školitel: prof. RNDr. Pavel Drašar, DSc. Syntéza methoxy derivátů BODIPY barviv pro biologické zobrazování BODIPY barviva jsou nízkomolekulární fluorescenční látky s vynikajícími fyzikálněchemickými vlastnostmi. V rámci tématu této práce byly navrženy a syntetizovány tři série nových fluorescenčních BODIPY. Základní myšlenka práce zahrnuje derivatizaci syntetizovaných základních BODIPY barviv (6 variant) 3,4,5-trimethoxystyrylovou a 3,4,5- trimethoxyfenylovou skupinou. Výchozím strukturním motivem byla syntetizovaná zeleně emitující barviva (emise nm). Následná derivatizace výchozích BODIPY byla uskutečněna Knoevenagelovou kondenzací s 3,4,5-trimethoxybenzaldehydem na α- methylu (emise produktů nm) a v druhém případě Suzukiho cross-couplingem v poloze C-2 s 3,4,5-trimethoxyfenylboronovou kyselinou (emise produktů nm). Celkem bylo syntetizováno 24 látek z toho 19 nových. Lokalizace sloučenin byla zobrazena pomocí konfokální flourescenční mikroskopie na rakovinných buněčných liniích (U2-OS, MCF-7, HEK 293T). Produkty Knoevenagelové kondenzace byly selektivně lokalizovány v endoplazmatickém retiukulu a vzhledem k jejich nízké cytotoxicitě mohou být použity jako nové selektivní a stabilní značky endoplazmatického retikula pro biologické zobrazování.

248 Thiocalix[4]areny jako nosiče bioaktivních ligandů Bc. Kamila Šedivá (M2) Školitel: prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc. Na povrchu buněk se vyskytují glykanové řetězce, které interagují s endogenními lektiny, a tím zajišťují buněčnou komunikaci. Toho ovšem využívají patogeny, které jsou schopné rozpoznat sacharidové řetězce a reverzibilně se na ně vázat. Lektiny jsou proteiny, které rozpoznávají monosacharidy, a to velmi často l-fukosu. Příkladem je bakterie Ralstonia solanaceatum, která napadá brambory, rajčata nebo lilky. Burkholderia cenocepacia je bakterie, která u pacientů s cystickou fibrózou způsobuje chronický zánět plic, který může vést až k akutnímu selhání plicní ventilace a smrti. Plíseň Aspergillus fumigatus je původcem onemocnění zvané aspergilóza, což je houbové infekční onemocnění vyskytující se u pacientů s oslabenou imunitou. Pseudomonas aeruginosa je bakterie způsobující záněty močových cest nebo infekce dýchacích cest. Cílem práce bylo připravit originální konjugát 1 a jeho analog neobsahující tertbu skupiny Huisgenovou cykloadicí 2-(2,3,4-tri-O-acetyl-α-l-fukopyranosyl)ethylazidu s tetrapropargyloxythiokalix[4]arenem. Afinita konjugátu 1 k lektinům uvedených patogenů bude testována.

249