Laboratoř pokročilých průtokových technik 1. Téma: Use of mass spectrometry technique (MALDI-TOF) for the characterization of metallothionein in biological systems Anotace: Metallothioneins (MT) are intracellular, low molecular weight and cysteinerich proteins with a variety of functions including involvement in metal homeostasis, free radical scavenging and protection against heavy metal damage.the role in cancerogenesis and the potential applicability of MTs as a biological marker of disease progress is in the centre of interest. MALDI-TOF (Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight) the most important technique in metallomics deserving special attention. This technique is providing essential information about protein identity and structure. For this reason, describe the effective and rapid method for the determination of MT in MALDI-TOF in different biological samples is of great interest to the scientific community. Školitel: MSc. Miguel Angel Merlos Rodrigo, Mgr. Ondřej Zítka Ph.D. 2. Téma: Characterization of metallothionein isoforms in different tissues and forming metal-complex using high-resolution matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF). Anotace: Metallothionein (MT) proteins comprise a group of low-molecular weight cysteine-rich intracellular proteins. MT is a protein which has several interesting biological effects and has been demonstrated increase focus on the role of MT in various biological systems, such as involvement in metal homeostasis, protection against heavy metal and oxidant damage and a number of studies have demonstrated the presence or enhanced synthesis of MT in rapidly proliferating normal cells, regenerating cells and cancer cells. MT has a high binding affinity to bivalent metal ions, forming complexes with these metals. For this reason, describe the effective and rapid method for characterization of MT isoforms and MT metal-
complex in MALDI-TOF has great interest for understanding the mechanisms of action in all biological processes involved. Školitel: MSc. Miguel Angel Merlos Rodrigo, Mgr. Ondřej Zítka Ph.D. 3. Téma: Modifikace magnetických částic protilátkami Anotace: Paramagnetické mikro a nanočástice mají slibnou budoucnost nejen prostřednictvím využití v nanomedicíně jako prostředky pro cílenou léčbu a v diagnostice. Při vhodné modifikaci lze částice použít pro izolaci proteinů. Práce se bude zabývat vhodnou modifikací částic různými druhy protilátek k proteinům spojených s rakovinou. 4. Téma: Studium interakce peptidů s xenobiotiky Anotace: Peptidy obsahující aminokyselinu cystein jako jsou glutathiony a nebo fytochelatiny jsou již řadu let zkoumány pro možnost interakce zejména s kovy. Možnosti vazby thiolové skupiny cysteinu dále využívají i biochemické reakce enzymu glutation S transferázy, která se v organismu uplatňuje v rámci detoxikace a odstraňování xenobiotik. Rozsah důležitosti interakce peptidů je dosud jen částečně objasněn, a proto vznikají nové interakční studie. Pro studium interakce bude použita technika kapalinové chromatografii s elektrochemickou anebo hmotnostní detekcí. Vedoucí: Doc. Ing. Josef Zehnálek, CSc.
5. Téma: Stanovení iontových biologicky aktivních molekul in vivo. Anotace: Biologicky aktivní látky v podobě iontových sloučenin aminokyselin anebo jejich derivátů vzniklých v rámci biochemické přeměny v organismu, jsou velmi důležitými ukazately pro monitoring fyziologických parametrů individuálního biochemického cyklu nebo dráhy. Na základě stanovení koncentrace těchto analytů lze následně usuzovat v kterém kroku biochemické reakce je narušena rovnováha respektive, nebo kde může být poškozen enzym. Pro stanovení koncentrace těchto látek bude použita iontově výměnná kapalinová chromatografie s různými typy detekce. Metoda bude aplikována zejména na reálné vzorky získané z laboratorních zvířat in vivo. 6. Téma: Nanostrukturní materiály pro elektrochemiluminiscenci Anotace: Elektrochemiluminiscence je fyzikální jev založený na elektrických a optických vlastnostech látky. Tato unikátní kombinace jevů se stále častěji využívá při konstrukci různých biosenzorů. Při těchto aplikacích se jeví jako velmi zajímavá kombinace kvantových teček (QD) s uhlíkovými nanostrukturami (CNS). Pomocí fluorescenčních a elektrochemických technik bude v této práci studován vliv uhlíkových nanostruktur a různých kvantových teček na chování vznikajících komplexů QD-CNS. Školitel: Ing. et. Ing. David Hynek, Ph.D.
7. Téma: Elektrochemická detekce bismutu v geologických vzorcích Anotace: Cílem práce bude vytvoření metodiky pro elektrochemickou detekci bismutu včetně postupu přípravy vzorku. Navržený postup bude aplikován na detekci bismutu v geologických vzorcích. Školitel: Ing. et. Ing. David Hynek, Ph.D., Mgr. Jindřich Kynický, Ph.D. 8. Téma: Stanovení cytostatik pomocí kapilární elektroforézy s fotometrickou, fluorescenční a bezkontaktní vodivostní detekcí Anotace: Cytostatika jsou účinným nástrojem v boji s rakovinou. Nejčastěji používaná jsou cytostatika obsahující platinu cisplatina, carboplatina a oxaliplatina, antracyklinová antibiotika doxorubicin, epirubicin, nebo alkaloidy - elipticin. Tato cytostatika se liší jak strukturou, tak mechanismem účinku. Kapilární elektroforéza je efektivní separační metoda schopná monitorovat interakce cytostatik s biomolekulami jako je především DNA. Cílem této práce bude sledování interakcí cytostatických léčiv s DNA pomocí kapilární elektroforézy s různými druhy detekce (photometrická, fluorimetrická, vodivostní). Školitel: Mgr. Markéta Ryvolová, Ph.D. Vedoucí: Doc. RNDr. Vojtěch Adam, Ph.D.
9. Téma: Studium vlivu bakteriofágů na bakteriální kulturu S.aureus Anotace: Lékaře stále více znepokojuje počet infekcí a stoupající odolnost bakterií. Problémem je vzrůstající počet multirezistentních kmenů i skutečnost, že farmaceutické firmy upouštějí od vývoje nových antibiotik. Předpokládá se, že většina antibiotik bude za několik generací téměř neúčinná. To ovšem znamená, že pro jinak neléčitelné infekce budeme muset nalézt nová opatření. Bakteriofágy jsou viry infikující bakterie, přičemž téměř každý druh bakterie má svého bakteriofága. Fágová terapie nyní zažívá svoji renesanci, je jedním z řešení nastupujícího problému v boji s antibiotikum rezistentními mikroorganismy. Jedná se o jeden z nejlepších možných zdrojů nových řešení při eliminaci nežádoucích bakterií. Ve studii bude sledován efekt bakteriofágů na mikroorganismy. Školitel: Ing. Jiří Sochor, Ph.D. 10. Téma: Studium oxidačního stresu vznikajícího vlivem účinku cytostatických léčiv Anotace: Nejdiskutovanější otázkou při léčbě nádorových onemocnění je toxicita podávaných léčiv. Oxidační stres, jako reakce na protinádorová léčiva, není doposud uspokojivě prozkoumán a přímé měření reaktivních kyslíkových radikálů nebo markerů oxidačního stresu je v klinické medicíně stále obtížné, případně vyžaduje velmi náročnou laboratorní instrumentaci. Ve studii bude sledován oxidační status na modelových nádorových buněčných liniích odvozených z nádorů prostaty, prsů a neuroblastomů. Pomocí spektrofotometrických a elektrochemických technik budou sledovány markery stanovující oxidační zátěž. Školitel: Ing. Jiří Sochor, Ph.D.