Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFCHT  → Studium → Doktorské studium → Témata disertačních prací
iduzel: 25193
idvazba: 31902
šablona: stranka
čas: 24.10.2019 06:54:50
verze: 4618
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Nový studijní program

Kromě níže uvedených témat jsou pro akademický rok 2019/2020 vypsána témata v nově akreditovaném studijním programu:

 

 

Témata disertačních prací pro rok 2019/2020

Ústav organické chemie

Organická chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Aplikace NHC ligandů a jejich komplexů na bázi HFE v "zelené" fluorové chemii

Kvíčala Jaroslav, prof. Ing. CSc. ( kvi...@vscht.cz)
Rybáčková Markéta, Ing. Ph.D. ( ryb...@vscht.cz)
Fluorové separační metody dosáhly nesporných úspěchů v separaci a recyklaci polyfluorovaných katalyzátorů, činidel i produktů. Jejich rozšíření však brání environmentální aspekty související zejména s velmi nízkou biodegradabilitou, vysokou toxicitou a vysokým potenciálem globálního oteplování (GWP) látek s dlouhými perfluorovanými řetězci, které se používají jako rozpouštědla i stavební bloky pro "těžkou" fluorovou chemii. V naší laboratoři jsme v současné době vypracovali environmentálně přjatelnou a chemicky extrémně šetrnou metodiku recyklace polyfluorovaných katalyzátorů a sloučenin, využívající jako klíčová fluorovaná rozpouštědla ekologicky i finančně výhodné hydrofluorethery s nízkou toxicitou i GWP a akceptovatelnou biodegrabilitou. Cílem projektu je využití komerčně dostupných hydrofluoretherů a s nimi souvisejících fluorketonů pro přípravu nových stavebních bloků s environmentálními vlastnostmi analogickými těmto rozpouštědlům. Tyto stavební bloky budou následně využity pro přípravu polyfluorovaných NHC ligandů a z nich připravených činidel a homogenních katalyzátorů s cílem vybudovat platformu "zelené" fluorové chemie. Chemické a katalytické reakce těchto činidel a katalyzátorů budou studovány s důrazem na jejich separaci a recyklaci, chemo- a stereoselektivitu.

Fixace CO2 s využitím katalytických vlastností sloučenin přechodných kovů

Tobrman Tomáš, doc. Ing. Ph.D. ( tom...@vscht.cz)
Tématem práce je využití katalytických vlastností sloučenin přechodných kovů pro fixaci oxidu uhličitého v podobě funkcionalizovaných aryl-, vinyl- a heteroaryl karboxylových kyselin z aktivovaných C-O vazeb pomocí nových multikomponentních reakcí. Cílem bude nalézt optimální kombinaci katalytického systému a reakčních podmínek, které umožní efektivní modifikaci výchozích látek zavedením různých substituentů spolu s molekulou oxidu uhličitého.

Fotoredukce s využitím flavinů

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Navrhovaný projekt má za cíl využít deriváty flavinů jako výjimečně silných organických fotoredukčních činidel s potenciálem nejenom nahradit dosud využívané látky na bázi vzácných kovů, ale zároveň posunout hranice fotoredukcí směrem k substrátům, které byly dosud mimo možnosti fotokatalytických systémů. Flaviny byly doposud aplikovány výlučně ve fotooxidacích. Ve fotoredukcích budou využívány excitované redukované formy flavinů. Vhodné flavinové deriváty budou navrženy na základě studia vztahu struktura vs vlastnosti a na základě kvantově chemických výpočtů. Jako příklady aplikací, které budou v projektu studovány, lze uvést arylace C-H vazeb v arenech a alkenech nebo C-N, C-S, C-B a C-P kaplingy se snadno dostupnými elektronově chudými a, což je důležité, také s elektronově bohatými chlor- a bromareny. Výzkum bude prováděný ve spolupráci s dalšími evropskými univerzitami.

Chemie 2,14-dithiacalixarenu a příbuzných látek

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Cílem práce je studium syntézy, chemického chování, konformačních preferencí a/nebo komplexačních schopností calixarenových systémů, nesoucích v molekule dva můstkové atomy síry a dvě CH2 skupiny, jako například 2,14-dithiacalixaren. Tyto smíšené (S/CH2) systémy by si mohly zachovávat vlastnosti obou matečných makrocyklů (calix[4]aren a thiacalix[4]aren), což by mohlo nalézt mnohá uplatnění v supramolekulární chemii. Jako příklad lze uvést využití rozdílů v regioselektivitě substitučních reakcí SEAr pro konstrukci dosud neznámých nebo jen těžko dosažitelných způsobů derivatizace základního calixarenového skeletu, což by bylo možné využít při návrhu nových typů receptorů.

Inherentně chirální calixareny a příbuzné sloučeniny

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Kundrát Ondřej, Ing. Ph.D. ( kun...@vscht.cz)
Cílem práce je syntéza calixarenů popř. příbuzných molekul (thiacalixareny, pillarareny) vykazujících inherentní chiralitu, které by bylo možné použít jako stavební kameny pro design nových chirálních receptorů. Práce bude zaměřena na metody resoluce racemických směsí inherentně chirálních systémů, které by umožňovaly přípravu čistých enantiomerů v  množství dostatečném pro následné syntetické opracování. V rámci resoluce počítáme s klasickým přístupem dělení diastereomerních směsí, popř. s využitím imobilizovaných enzymů pro kinetickou resoluci racemátů, nebo s přímou enantioselektivní syntézou chirálních derivátů (např. oxidace sirných můstků v thiacalixarenech).

Kooperativní flavinové systémy pro organickou fotoredoxní katalýzu

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Flaviny představují redoxně aktivní molekuly, které snadno přecházejí do excitovaného stavu účinkem viditelného záření, a to jak ve své oxidované, tak redukované formě. V excitovaném stavu tak flaviny představují silná oxidační nebo redukční činidla a mohou se zapojovat do obou částí katalytického cyklu, redukční i oxidační. Cílem práce je návrh a vývoj katalytických systémů využívajících kooperaci dvou různých flavinových derivátů pro umožnění nových transformací organických molekul za mírných podmínek, například selektivních C-H derivatizací či C-C couplingů. Práce je zaměřená na syntetickou organickou chemii, ale nedílnou součástí bude elektrochemická a spektroskopická studie použitých flavinových katalyzátorů. Výzkum bude prováděn ve spolupráci se zahraničním pracovištěm.

Mechanochemické indikátory for optical spectroscopy

Krupička Martin, Ing. Ph.D. ( mkz...@gmail.com)
Mechanochemické indikátory jsou molekuly, jež mění spektrosopické vlastnosti v závislosti na aplikované mechanické síle. Cílem práce je syntéza a studium těchto indikátorů. Vhodné molekuly využívající známé chromofory a fluorofory budou navrženy a studovány pomocí kvantově-chemických metod. Vybrané molekuly budou syntetizovány a studovány pomocí spektroskopických metod jak za přítomnosti mechanické síly, tak bez ní. Výsledkem by měly být molekuly umožňující měření mechanické síly a teoretický model jejího působení.

Zásady: 1. Rešerše vhodných kandidátů mechanicky senzitivních fluoroforů
2. Kvantově-mechanický odhad vlivu substituce a mechanické síly na elektronovou strukturu
3. Syntéza substituovaných fluoroforů, jejich kovalentně vázaných polymerů a napnutých makrocyklů
4. Spektroskopické studium získaných látek, získání mechanochemických parametrů
5. Kalibrace teoretických modelů

Organokřemičité materiály pro heterogenní katalýzu enantioselektivních reakcí

Hodačová Jana, doc. Dr. Ing. ( Jan...@vscht.cz)
Projekt se zabývá vývojem nových heterogenních katalyzátorů enantioselektivních reakcí na bázi hybridních organicko-anorganických materiálů. Budou syntetizovány vhodné enantiomerně čisté organické sloučeniny, které budou transformovány na tzv. přemostěné bis(trialkoxysilany). Přemostěné bis(trialkoxysilany) budou podrobeny sol-gel procesu za různých experimentálních podmínek. Získané pevné organokřemičité materiály budou plně charakterizovány a bude studována jejich schopnost katalyzovat vybrané enantioselektivní reakce. Na základě získaných výsledků bude optimalizována jednak struktura enantiomerně čistého organického fragmentu, a jednak podmínky sol-gel procesu. Projekt bude řešen ve spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci a je finančně podporován Grantovou agenturou ČR (reg. č. 18-09824S).

Perspektivní funkční kapalně krystalické materiály pro aplikace ve fotonice

Kohout Michal, doc. Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Kozmík Václav, Ing. CSc. ( koz...@vscht.cz)

Syntéza a studium vlastností vodorozpustných receptorů na bázi calixarenu

Budka Jan, doc. Ing. Ph.D. ( bud...@vscht.cz)
Calixareny jsou makrocyklické sloučeniny využívané pro konstrukci nejrůznějších typů receptorů. Jedinou nevýhodou jejich derivátů je, že zpravidla nejsou rozpustné ve vodě. Cílem této práce je syntéza vodorozpustných derivátů v různých konformacích, které umožní studium jejich interakcí s různými substráty včetně přírodních látek (sacharidů, aminokyselin) ve vodném prostředí. Vodorozpustné receptory mohou významně přispět k pochopení komplexačních procesů probíhajících v živých organismech.

Syntéza calixarenů se smíšenými aza/thia můstky

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Přítomnost sirných můstkových skupin v thiacalixarenech má za následek významně jiné komplexační a konformační vlastnosti těchto molekul, a také významně odlišnou chemii těchto derivátů. Totéž platí o tzv. azacalixarenech, kde je původní můstková CH2 skupina nahrazena s NH/N-R můstkem. Cílem práce je syntéza calixarenů obsahujících v molekule zároveň různé typy můstků (S + N) a studovat chemické, konformační nebo komplexační vlastnosti takovýchto sloučenin. Protože deriváty azacalixarenů mohou vykazovat unikátní redox chování (např. chinoidní struktury), podobné systémy mohou představovat zajímavý příspěvek k supramolekulární chemie makrocyklů s možnou aplikací při designu a konstrukci nových typů receptorů. Toto téma je zamýšleno jako spolupráce (cotutelle) s Dr. Olivier Siri (Aix-Marseille University, Francie).

Syntéza metabolitů a jejich deuteriem značených analog nových psychoaktivních látek

Cibulka Radek, prof. Ing. Ph.D. ( cib...@vscht.cz)
Jurok Radek, Ing. Ph.D. ( jur...@vscht.cz)
Nové psychoaktivní látky patří mezi skupinu zneužívaných drog, které nejsou příliš farmakologicky probádány. Některé z nich stojí za řadou intoxikací, jiné naopak mohou sloužit jako modelové struktury v biologické psychiatrii, kde pomáhají při studiu fungování mozku a mohou přispět k léčbě některých duševních chorob. Pro studium jejich farmakologických vlastností je vhodné znát jejich metabolismus a na návrh a syntézu metabolitů vybraných nových psychoaktivních látek je zaměřena tato práce. Farmakokinetické studie se neobejdou také bez deuterium značených analytických standardů, jejichž příprava je také součástí disertační práce.

Větší calixareny jako receptory pro rozpoznání fullerenů

Lhoták Pavel, prof. Ing. CSc. ( lho...@vscht.cz)
Budou studovány metody přípravy a vlastnosti vyšších modifikovaných calixarenů (např. s pěti až osmi fenolickými jádry), které by mohly fungovat jako receptory pro komplexaci fullerenů. Cílem je dosáhnout selektivní komplexace fullerenů změnou základního skeletu calixarenu s využitím principů supramolekulární chemie. Připravené deriváty budou využity nejen jako receptory pro komplexaci fullerenů, ale také pro konstrukci složitějších supramolekulárních struktur (např. self-assembly).

Experimentální studium chování aerosolů při inhalaci

Ždímal Vladimír, Ing. Dr. ( Zdi...@icpf.cas.cz)
Práce se bude zabývat experimentálním studiem změn reálných aerosolů při změnách teploty a relativní vlhkosti. Téma má silnou vazbu na dvě aktuální témata aerosolového výzkumu: zdravotní aspekty inhalace aerosolu a vliv aerosolu na globální změny klimatu. Experimenty budou prováděny jak v laboratoři na modelových systémech, které reprezentují některé třídy atmosférických aerosolů, tak při odběrech reálných aerosolů, např. z dopravy, při spalování biomasy apod. Specifických případem bude studium léčebných inhalantů a jejich chování po vstupu do dýchacího ústrojí. Téma je vhodné pro vysoce motivované studenty schopné pracovat samostatně se špičkovými přístroji, s předpoklady pro práci v týmu doktorandů a postdoků, s častým kontaktem s mezinárodní vědeckou komunitou v rámci evropských projektů a mezinárodních konferencí a workshopů. Pracoviště je vybaveno na špičkové evropské úrovni a samo má kapacitu konstruovat nové přístroje pro konkrétní aplikace.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Mikrovlnná fotochemie a příprava polyaromatických látek

Církva Vladimír, Dr. Ing. ( cir...@icpf.cas.cz)
Projekt spočívá v propojení dvou vědeckých oborů: tradiční fotochemie a nedávno vzniklé mikrovlnné chemie, kdy je studován vliv UV/Vis a mikrovlnného záření na chemické a fyzikální vlastnosti molekul. UV záření je generováno zcela netypicky, a to přímo mikrovlnným polem, pomocí tzv. bezelektrodových lamp.
Cílem projektu je základní výzkum vlivu mikrovlnného záření na průběh cis-trans fotoizomerace a fotocyklizace stilbenů a o-terfenylů, vedoucí k derivátům fenanthrenu, trifenylenu, fenacenu, helicenu či k jejich N- a S-heteroanalogům, které mohou nalézt uplatnění v molekulární elektronice.
Uchazeč by měl být experimentálně zručný a prakticky obeznámený s organickou syntézou.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Příprava ruthenium-sacharidových konjugátů jako antimetastatik a cytostatik se zvýšenou selektivitou pro rakovinové buňky

Strašák Tomáš, Ing. Ph.D. ( str...@icpf.cas.cz)
Nádorové buňky vykazují drasticky vyšší příjem glukosy než buňky zdravých tkání. Tento jev je doprovázen vyšší expresí transportérů glukosy (GLUT) v cytoplasmatické membráně nádorových buněk. Bylo prokázáno, že navázání cytostatické látky na molekulu glukosy může vést k zvýšení účinnosti a selektivity protinádorového účinku díky specifickému transportu konjugátu do nádorových buněk prostřednictvím GLUT. Cílem doktorského projektu je příprava antimetastatických ruthenium-arenových komplexů a cytostatických ruthenium tetrazenových komplexů regioselektivně navázaných přes arenový nebo azidový ligand na glukosu a další relevantní monosacharidy. Ve spolupráci s Masarykovým onkologickým ústavem bude pak stanovena antimetastatická a cytostatická aktivita připravených komplexů.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Syntéza a studium helikálních sloučenin pro využití v CP-OLED

Storch Jan, Ing. Ph.D. ( sto...@icpf.cas.cz)
Cílem této práce bude design, syntéza, charakterizace a resoluce derivátů helicenů a jejich komplexů s přechodnými kovy. Takto připravené sloučeniny budou sloužit pro přípravu funkčních povrchů potenciálně využitelných v CP-OLED. Zároveň budou intenzivně studovány chiroptické vlastnosti těchto ligandů i jejich komplexů. Tato část bude prováděna v úzké spolupráci s Université Rennes 1.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Syntéza fluorovaných oligosacharidů a studium jejich konformace a interakce s proteiny pomocí NMR spektroskopie

Karban Jindřich, Mgr. Ph.D. ( Kar...@icpf.cas.cz)
Mimořádná strukturální rozmanitost sacharidů z nich činí významné molekuly pro kódování biologické informace. Nekovalentní interakcí sacharidů s příslušnými proteiny je tato informace dekódována a převedena na řadu inter- a intracelulárních procesů. Interakci sacharidů s těmito proteiny lze účinně detekovat a charakterizovat pomocí 19F NMR spektroskopie díky jedinečným vlastnostem jádra fluoru 19F. Předmětem disertační práce je syntéza vybraných biomedicínsky relevantních oligosacharidů a jejich fluorovaných analog, studium jejich konformace v roztoku a analýza jejich interakcí s příslušnými proteiny sledováním změn v resonanci jádra 19F v NMR spektru. Student by měl zvládnout velký objem syntetické práce, osvojit si pokročilé techniky v NMR spektroskopii a základy glykobiologie.
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Syntéza organosilanových dendrimerů pro bioaplikace a materiálovou chemii

Strašák Tomáš, Ing. Ph.D. ( str...@icpf.cas.cz)
Během posledního desetiletí došlo k významnému posunu ve vývoji systémů pro cílenou dopravu léčiv (DDS – drug delivery systems), s motivací zacílit uvolňování léčivých látek v organismu v požadovaném místě a čase. Projekt je zaměřen na syntézu, charakterizaci a studium biologických účinků nových typů karbosilanových dendronů a výzkum potenciálu jejich využití pro DDS s protinádorovým účinkem (ve spolupráci s katedrou biologie Univerzity J. E. Purkyně). Bude připravena knihovna dendritických nanostruktur 1–3. generace s koncovými fosfoniovými, popř. cukernými funkčními skupinami. Tyto nanostruktury budou dále konjugovány s vazebnými peptidy/fragmenty (imunoglobulinových) protilátek pro zajištění jejich specifického doručení do cílových nádorových buněk. Produkty syntéz budou charakterizovány pomocí vhodných technik (NMR, MS techniky, GPC, atp.).
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Syntéza rozšířených polyaromatických systémů pro optoelektroniku

Sýkora Jan, Ing. Ph.D. ( syk...@icpf.cas.cz)
Cílem této práce bude vývoj syntézy, strukturní charakterizace a studium vlastností rozšířených polyaromatických [n]helicenů 1, 3 a [n]fenacenů 2 (n > 16). Syntetizované molekuly budou použity k přípravě funkčních povrchů, u helicenů s důrazem na jejich výjimečné optické vlastnosti (CPL OLED, CPL OFET). Současně budou intenzivně zkoumány elektrochemické vlastnosti a samoskladba těchto molekul na površích substrátů (kovů).
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.

Antivirální makrocykly

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
V tomto projektu budou vyvinuty koncepčně nové přístupy k syntéze antivirálních makrocyklických látek. Ve spolupráci s výpočetními chemiky budou zkoumány nové principy návrhu takovýchto molekul. U nově připravených sloučenin bude testována biologická aktivita a jejich struktutra bude dále optimalizována.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Enantioselektivní katalýza kontrolovaná helikální chiralitou

Starý Ivo, RNDr. CSc. ( s...@uochb.cas.cz)
Cílem Ph.D. projektu je příprava nových helikálně chirálních ligandů a komplexů kovů pro využití v enantioselektivní katalýze. Pozornost bude soustředěna na asymetrickou syntézu N-heterocyklických karbenů, cyklických (alkyl)(amino)karbenů, 2,2'-bipyridinů a metallacyklů odvozených od helicenů. Tyto chirální ligandy/komplexy kovů budou využity ve vybraných enantioselektivních reakcích katalyzovaných tranzitními kovy jako například cykloisomerizaci alkynů, metathesi olefinů a hydrogenaci.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Expozice malých molekul na DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Bude studována a vyvíjena syntéze hypermodifikovaných DNA řetězců polymerázovou inkorporací kombinací 2, 3 a 4 modifikovaných nukleotidů nesoucích vybrané biologicky relevantní malé molekuly (peptidy, cukry, léčiva apod.) jako substituenty. Výsledkem budou monodispersní oligo- a polymery na bázi DNA nesoucí malé molekuly v přesně definovaných polohách a kombinacích. Bude studována hybridizace a folding těchto oligo- a polymerů, jejich interakce s proteiny a biologická aktivita. Reference: 1. Hocek, M.: "Synthesis of Base-Modified 2'-Deoxyribonucleoside Triphosphates and Their Use in Enzymatic Synthesis of Modified DNA for Applications in Bioanalysis and Chemical Biology" J. Org. Chem 2014, 79, 9914 – 9921.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Fluoroalkylované sloučeniny hypervalentního jódu pro biokonjugace

Beier Petr, Ing. Ph.D. ( b...@uochb.cas.cz)
Fluorované hypervalentní sloučeniny iodu jako jsou Togniho činidla jsou velmi rozšířenými reagenty pro elektrofilní trifluormethylace.1 Tyto látky vykazují unikátní reaktivitu a kompatibilitu s funkčními skupinami. Naše skupina nedávno připravila substituovaná analoga s tetrafluorethylénovou skupinou a ukázala jejich použití při reakcích s různými nukleofily.2,3 V tomto projektu navrhujeme připravit fluoroalkylované reagently hypervalentního jódu s navázanou funkční skupinou a prozkoumat jejijich použití pro modifikaci biomolekul jako jsou peptidy elektrofilními nebo radikálovými reakcemi. Nové selektivní biokonjugační přístupy jsou pro biochemiky velmi žádané. Reference: 1. J. Charpentier, N. Früh, A. Togni Chem. Rev. 2015, 115, 650. 2. V. Matoušek, J. Václavík, P. Hájek, J. Charpentier, Z. E. Blastik, E. Pietrasiak, A. Budinská, A. Togni, P. Beier Chem. Eur. J. 2016, 22, 417. 3. J. Václavík, R. Zschoche, I. Klimánková, V. Matoušek, P. Beier, D. Hilvert, A. Togni Chem. Eur. J. 2017, 23, 6490.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Fotochemické C-H aminace

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
Selektivní zavedení aminových funkčních skupin do nasycených a nenasycených uhlovodíkových struktur zůstává nevyřešenou výzvou. V tomto projektu budou zkoumány strategie vedoucí k bezprecedentním C-H aminačním reakcím. Dále budou studovány různé deriváty, limitace a mechanismy.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Malé molekuly jako inhibitory adenylát cykláz

Janeba Zlatko, Ing. Ph.D. ( jan...@uochb.cas.cz)
Inhibitory (obecně modulátory) bakteriálních (např. z Bordetella pertussis či Bacillus anthracis) a lidských adenylát cykláz (AC) mají značný potenciál při léčbě buď infekčních onemocnění nebo při léčení rakoviny, chronické bolesti, neurodegenerativních onemocnění či astmatu. Cílem práce je návrh, syntéza a vyhodnocení biologických vlastností (SAR studie) nových inhibitorů AC. Klíčovou skupinu látek tvoří strukturně modifikované nukleosidy a nukleotidy. Reference: 1. Šmídková, M. et al.: Amidate prodrugs of 9-[2-(phosphonomethoxy)ethyl]adenine as inhibitors of adenylate cyclase toxin from Bordetella pertussis. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 58: 664–671, 2014. 2. Břehová P. et al.: Design and synthesis of fluorescent acyclic nucleoside phosphonates as potent inhibitors of bacterial adenylate cyclases. ChemMedChem 11: 2534–2546, 2016. 3. Česnek M. et al.: Nucleobase modified adefovir (PMEA) analogues as potent and selective inhibitors of adenylate cyclases from Bordetella pertussis and Bacillus anthracis. ChemMedChem 13: 1779–1796, 2018.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Modifikace nukleotidů a RNA reaktivními skupinami pro biokonjugace a cross-linky

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány nukleosidy, nukleotidy a RNA nesoucí reaktivní skupiny. RNA budou připravovány polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů nebo click reakcemi na RNA. Dále budou studovány bioorthogonální reakce těchto funkčních skupin v RNA, zejména cross-linkování s proteiny, připojování dalších užitečných funkčních skupin a jejich využití v chemické biologii a diagnostice. Reference: 1. Dadová, J.; Orság, P.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Vinylsulfonamide and acrylamide modification of DNA for cross-linking with proteins" Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10515-10518. 2. Milisavljevič, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M.: "Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates" Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Modifikace RNA pro regulaci translace

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány modifikované mRNA nesoucí různé substituenty na bázích polymerasovou inkorporací modifikovaných nukleosid trifosfátů a bude studován vliv těchto substituentů na interakce s proteiny a na translaci. Reference: 1. Milisavljevič, N.; Perlíková, P.; Pohl, R.; Hocek, M.: "Enzymatic synthesis of base-modified RNA by T7 RNA polymerase. A systematic study and comparison of 5-substituted pyrimidine and 7-substituted 7-deazapurine nucleoside triphosphates as substrates" Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5800-5807.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nové bioorthogonální reakce pro modifikace DNA

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou studovány a vyvíjeny nové bioorthogonální reakce (chemické i enzymové) ve velkém či malém žlábku DNA a bude studována jejich využitelnost pro značení DNA, biokonjugace a pro detekci a zobrazování epigenetických bází nebo poškození DNA. Reference: 1. Dadová, J.; Orság, P.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Vinylsulfonamide and acrylamide modification of DNA for cross-linking with proteins" Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10515-10518. 2. Olszewska, A.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Chloroacetamide-linked nucleotides and DNA for cross-linking with peptides and proteins" Bioconjug. Chem. 2016, 27, 2089–2094. 3. Slavíčková, M.; Janoušková, M.; Šimonová, A.; Cahová, H.; Kambová, M.; Šanderová, H.; Krásný, L.; Hocek, M. "Turning off transcription with bacterial RNA polymerase through CuAAC click reactions of DNA containing 5-ethynyluracil" Chem. Eur. J. 2018, 24, 8311-8314.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nové inhibitory protein proteinových interakcí.

Nencka Radim, Mgr. Ph.D. ( nen...@uochb.cas.cz)
Hlavním cílem projektu je racionální design nových ligandů, které budou schopné efektivně inhibovat protein-proteinové interakce (PPIs) klíčové pro vznik nádorových onemocnění a virovou replikaci. Hlavní podíl práce bude zaměřen na strukturně charakterizované PPIs, které se účastní vzniku rakovinného bujení. Design těchto látek bude založen na výsledcích screeningu. Následná optimalizace získaných hitů bude realizována pomocí postupů moderní medicinální chemie podpořené rozsáhlými strukturními studiemi a molekulárním modelováním.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nové přístupy k SF5 sloučeninám

Beier Petr, Ing. Ph.D. ( b...@uochb.cas.cz)
Ve spolupráci s Prof. Röschenthalerem z Jacobs University v Brémách, Německo se zaměříme na výzkum nalezení nových syntetických přístupů k SF5 sloučeninám. Skupina SF5 přináší do molekul některé výjimečné vlastnosti, ovšem syntetický přístup k těmto látkám je omezený. V tomto projektu se zaměříme na následující syntetické přístupy k SF5 sloučeninám: a) S-F aktivace fluoridu sírového pro syntézu SF5 látek,2 b) deoxofluorace sulfonyl fluoridů pomocí SF4 a c) přímá fluorace disulfidů pomocí F2, IF5 a PhIF2. Reference: 1. P. R. Savoie, J. T. Welch Chem. Rev. 2015, 115, 1130. 2. G. Iakobson, P. Beier J. Fuorine Chem. 2018, 213, 51.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Nukleotidy nesoucí reaktivní skupiny pro imobilizaci oligonukleotidů nebo biokonjugace

Hocek Michal, prof. Ing. DSc. ( h...@uochb.cas.cz)
Budou připravovány nové modifikované nukleosid trifosfáty nesoucí reaktivní skupiny studovány jejich polymerasami katalyzované inkorporace do oligonukleotidů, DNA a RNA. Modifikace na bázi budou zahrnovat reaktivní funkční skupiny pro připojení na pevné povrchy, popř. pro biokonjugace s jinými biomolekulami. Reference: 1. Dadová, J.; Orság, P.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Vinylsulfonamide and acrylamide modification of DNA for cross-linking with proteins" Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10515-10518. 2. Olszewska, A.; Pohl, R.; Brázdová, M.; Fojta, M.; Hocek, M. "Chloroacetamide-linked nucleotides and DNA for cross-linking with peptides and proteins" Bioconjug. Chem. 2016, 27, 2089–2094.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Piezoelektrické vlastnosti molekul a odvozených molekulových materiálů

Starý Ivo, RNDr. CSc. ( s...@uochb.cas.cz)
Cílem Ph.D. projektu je návrh, syntéza a fyzikální charakterizace piezoelektrických aktivních molekul a odvozených molekulových materiálů. Budou zkoumány možnosti vývoje nových molekulových piezoelektrických zařízení.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Příprava syntetických látek umožňujících uvolňování malých molekul v specifických buněčných organelách

Vrábel Milan, Ing. Ph.D. ( vra...@uochb.cas.cz)
Chemické reakce kompatibilní s biologickými systémy nabízejí jedinečnou možnost studia biologických procesů za přirozených podmínek. Naše skupina má dlouhodobý zájem o tyto tzv. bioortogonální reakce, které jsou známé především jako účinné chemické transformace vedoucí k tvorbě kovalentních vazeb. Teprve nedávno došlo k jejich rozšíření na něco, co je známé jako bioortogonální štěpné reakce. V tomto projektu se zaměříme na konstrukci nového typu systémů umožňujících uvolňování malých molekul v rámci specifických buněčných částí. Věříme, že takové systémy nám nabídnou nejen jedinečnou možnost doručit malé biologicky aktivní molekuly na konkrétní místo v buňce, ale v širším smyslu povedou i k osvětlení funkce jednotlivých buněčných organel. Tento projekt zahrnuje práci na poli organické chemie a moderní chemické biologie. Reference: 1. Jie Li & Peng R Chen, Development and application of bond cleavage reactions in bioorthogonal chemistry, Nature Chemical Biology 2016, 12, 129-137.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Přístupy k totální syntéze dicyklopentanových alkaloidů z Lycopodium

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
Skupina tetracyklických alkaloidů z Lycopodium nesoucí dicyklopentanové uskupení s šesti až sedmi sousedícími stereogenními centry je přitažlivým cílem pro zkoumání nových syntetických metod. V tomto projektu budou vyvíjeny nové radiakálové a elektrontransferové metody s následnou aplikací v krátkých a unifikovaných přístupech k různým Lycopodium alkaloidům, jako jsou (+)-paniculatin, (−)-magellanin, či (+)-magellaninon.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Rozsáhlé neplanární aromáty

Stará Irena, RNDr. CSc. ( ire...@uochb.cas.cz)
Cílem Ph.D. projektu je vývoj syntetických přístupů ke komplexním π-elektronovým systémům, jakými jsou rozsáhlé aromáty. Pozornost bude věnována také syntéze jejich funkčních derivátů. U těchto unikátních molekul bude studováno jejich dynamické chování, chemická reaktivita, uspořádání v krystalu, 2D samoskladba, chiroptické (a jiné spektroskopické) vlastnosti stejně jako přenos náboje či spinu.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Studium reaktivity stabilních dusíkatých radikálů a jejich využití při přípravě potenciálně bioaktivních sloučenin obsahujících dusík.

Jahn Emanuela, Dr. ( ema...@uochb.cas.cz)
Stabilní dusíkaté radikály, jako jsou verdazylové, vykazují různorodou reaktivitu například jako mediatory v živých radikálových polymeracích, jako ligandy pro přechodné kovy a molekulární magnetické materiály.1,2 Nicméně, byly jen zřídka aplikovány na poli organické chemie. V tomto projektu bude zkoumána reaktivita verdazylových radikálů v radikálových heterokaplinkových reakcích a u nových přesmyků. U získaných látek bude testována biologická aktivita. Reference: 1. R. G. Hicks in Stable Radicals: Fundamentals and Applied Aspects of Odd-Electron Compounds, (Ed. R. G. Hicks), John Wiley & Sons, Chichester, 2011, pp. 245-279. 2. I. Ratera, J. Veciana, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 303-349.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Syntéza a použití N-fluoroalkylovaných sloučeninách.

Beier Petr, Ing. Ph.D. ( b...@uochb.cas.cz)
Naše nedávno publikovaná syntéza perfluoralkyl azidů a triazolů1 otevřela nové možnosti ke studiu vlastností a reaktivity těchto látek. V tomto projektu budou studovány nové syntetické přístupy k obecně málo probádaným N-perfluoralkylovaným sloučeninám1-6 jako jsou azidy, azoly, močoviny, karbamáty a amidy. Očekává se, že tato skupina látek najde použití ve vývoji nových léčiv a materiálů. Reference: 1. Z. E. Blastik, S. Voltrová, V. Matoušek, B. Jurásek, D. W. Manley, B. Klepetářová, P. Beier Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 346. 2. S. Voltrová, M. Muselli, J. Filgas, V. Matoušek, B. Klepetářová, P. Beier, Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 4962. 3. V. Motornov, A. Markos, P. Beier Chem. Commun. 2018, 54, 3258. 4. Z. Blastik, B. Klepetářová, P. Beier Chem. Select 2018, 3, 7045. 5. S. Voltrová, I. Putovný, V. Matoušek, B. Klepetářová, P. Beier Eur. J. Org. Chem. 2018, 5087. 6. V. Motornov, P. Beier J. Org. Chem. 2018, in press.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Syntéza nových biologicky aktivních heterocyklických látek

Janeba Zlatko, Ing. Ph.D. ( jan...@uochb.cas.cz)
Cílem projektu je návrh a syntéza nového typu heterocyklických látek s potenciálními biologickými vlastnostmi a následná optimalizace jejich strutury.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vývoj metod pro stabilizaci organických radikálů.

Slanina Tomáš, Mgr. Ph.D. ( tom...@uochb.cas.cz)
Organické radikály a radikál ionty představují zajímavou skupinu open-shell molekul, které jsou důležité pro design molekulární elektroniky a systémy pro konverzi a uchování světelné energie. Protože většina organických molekul preferuje closed-shell konfiguraci, stabilní organické radikály jsou vzácné molekuly, jež musí být stabilizovány externími faktory (sterické bránění, atomy třetí periody, komplexace).[1] Kandidát(ka) vyvine různé metody pro stabilizaci radikálů a radikál iontů, které budou generovány fotoindukovaným přenosem elektronu a dalšími redoxními procesy. Využije kombinovaný syntetický a spektroskopický postup pro výzkum tvorby, stability a vlastností radikál iontů.[2] Vyvinuté metody budou dále použity pro systémy schopné reversibilního přenosu elektronu a manipulace s náboji a protiionty. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Stane se součástí dynamické juniorské výzkumné skupiny zkoumající malé organické molekuly, podléhající redoxním procesům a reversibilním chemickým reakcím. Reference: [1] T. Fiala, L. Ludvíková, D. Heger, J. Švec, T. Slanina, L. Vetráková, M. Babiak, M. Nečas, P. Kulhánek, P. Klán, et al., J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2597–2603. [2] T. Slanina, T. Oberschmid, ChemCatChem 2018, 10, 4182–4190.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vývoj redoxně řízených molekulárních přepínačů.

Slanina Tomáš, Mgr. Ph.D. ( tom...@uochb.cas.cz)
Reverzibilita je klíčovou vlastností chemických reakcí. Zatímco u většiny procesů je žádoucí dosáhnout plné konverze z výchozích látek na produkt, vědci byli v minulých dekádách fascinováni molekulami, jež jsou plně stabilní ve dvou chemicky odlišných formách, které mohou být transformovány jedna v druhou. Tyto tzv. molekulární přepínače jsou kontrolovány pomocí světla, změnou pH, rozpouštědla nebo teploty.[1] Mnoho molekul s excelentními přepínacími vlastnostmi, jako například azobenzeny, diaryletheny, fulgidy a spiropyrany, byly vyvinuty pro fotochemické přepínání.[2] Speciální kategorie molekulárních přepínačů, které jsou přepínány pomocí redoxního procesu, je málo známá a zatím bylo vyvinuto a popsáno pouze několik takových systémů.[3] Kandidát(ka) vyvine a připraví nové typy redoxních molekulárních přepínačů a optimalizuje jejich vlastnosti (stabilitu, rozpustnost, potenciálové rozpětí). Molekulární přepínače budou zkoumány pomocí elektrochemických a spektroskopických metod a budou dále použity v různých aplikacích, například jako redoxní senzory s molekulární pamětí, programovatelné stacionární fáze pro iontovou výměnu a systémy pro manipulace s náboji a protiionty. Přepínače budou také imobilizovány na povrch polymerů a použity pro konstrukci chytrých materiálů s unikátními vlastnostmi. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Reference: [1] B. L. Feringa, W. R. Browne, Molecular Switches, Wiley, 2011. [2] J. García-Amorós, D. Velasco, Beilstein J. Org. Chem. 2012, 8, 1003-1017. [3] a) H. Higuchi, E. Ohta, H. Kawai, K. Fujiwara, T. Tsuji, T. Suzuki, J. Org. Chem. 2003, 68, 6605-6610; b) T. Suzuki, Y. Ishigaki, T. Iwai, H. Kawai, K. Fujiwara, H. Ikeda, Y. Kano, K. Mizuno, Chem. Eur. J. 2009, 15, 9434-9441; c) T. Ohtake, H. Tanaka, T. Matsumoto, M. Kimura, A. Ohta, J. Org. Chem. 2014, 79, 6590-6602; d) T. Ohtake, H. Tanaka, T. Matsumoto, A. Ohta, M. Kimura, Langmuir 2014, 30, 14680-14685; e) J.-i. Nishida, T. Miyagawa, Y. Yamashita, Org. Lett. 2004, 6, 2523-2526.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Vývoj systémů pro reverzibilní přenos elektronu.

Slanina Tomáš, Mgr. Ph.D. ( tom...@uochb.cas.cz)
Přenos elektronu a s ním spojená separace náboje je jedním z nejdůležitějších procesů ve vesmíru. Hraje významnou roli v procesech nezbytných pro život, např. ve fotosyntéze, buněčném dýchání, funkci proteinů a biokatalýze. Je také vysoce důležitý pro solární panely, baterie, molekulární elektroniku a chytré materiály. Disertační práce bude zaměřena na možnost reversibilního přenosu náboje mezi dvěma redoxními centry. Přenos náboje bude v obou směrech řízen fotoindukovaným přenosem elektronu[1,2] a oba stavy budou stabilizovány externími faktory, například makromolekulární komplexací, následným chemickým procesem nebo interakcí se stabilizující molekulou.[3] Systémy schopné reverzibilního přenosu elektronu, kdy jsou oba stavy makroskopicky stabilní, mohou vykazovat nové a bezprecedentní vlastnosti: reorientaci dipólu, kontrolu náboje a protiiontů a regulaci elektrostatických sil.[4] Tyto unikátní vlastnosti budou dále použity v návrhu nových materiálů a zařízení pro molekulární elektroniku. Kandidát(ka) bude syntetizovat a charakterizovat organické redoxně aktivní molekuly a bude studovat jejich vlastnosti v roztoku i v pevné fázi pro výzkum fenoménu reverzibilního přenosu elektronu. Stane se součástí dynamické juniorské výzkumné skupiny zkoumající malé organické molekuly, podléhající redoxním procesům a reversibilním chemickým reakcím. Vysoce motivovaný(á) a schopný(á) kandidát(ka) bude mít příležitost rozšířit svoje dosavadní vzdělání ve fyzikální a organické chemii za použití elektrochemických, fotochemických a spektroskopických metod. Reference: [1] T. Ghosh, T. Slanina, B. König, Chem Sci 2015, 6, 2027–2034. [2] A. U. Meyer, T. Slanina, C.-J. Yao, B. König, ACS Catal. 2016, 6, 369–375. [3] T. Fiala, L. Ludvíková, D. Heger, J. Švec, T. Slanina, L. Vetráková, M. Babiak, M. Nečas, P. Kulhánek, P. Klán, et al., J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2597–2603. [4] L. S. McCarty, G. M. Whitesides, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2188–2207.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.
Aktualizováno: 26.2.2019 18:49, Autor: Jan Kříž

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Děkanát FCHT, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi