anorganická chémia (ACHdAj)
Biodostupné koordinačné zlúčeniny ako potenciálne chemoterapeutiká
Dizertačná práca je zameraná na sledovanie podmienok prípravy koordinačných zlúčenín prevažne prechodných iónov kovov s N- a/alebo O-donorovými bioligandami, ich samotnú prípravu s cieľom získania látok s očakávaným antimikrobiálnym účinkom. Roztokové štúdie sa budú realizovať potenciometrickými a spektroskopickými (NMR, UV-Vis, fluorescenčnými) metódami a izolované syntetické produkty sa budú charakterizovať dostupnými technikami ((IČ, UV-VIS, NMR, CHN, termická analýza, RTG štruktúrna analýza). Antimikrobiálne ako aj ďalšie biologické hodnotenia sa budú sledovať voči vybraným patologickým kmeňom mikroorganizmov a líniám rakovinových buniek. Nadobudnuté poznatky o štruktúre, ďalších fyzikálno-chemických a biologických vlastnostiach umožnia ich vzájomnú koreláciu a následnú modifikácie pre zvýšenie účinnosti a selektivity.
1. Pripraviť komplexy vybraných iónov kovov s vybranými biodostupnými ligandami 2. Pripravené komplexné zlúčeniny charakterizovať dostupnými fyzikálno-chemickými metódami (IČ spektroskopia, RTG analýza, termická analýza, prvková analýza a hmotnostná spektrometria). 3. Overiť stabilitu pripravených koordinačných zlúčenín v roztoku. 4. Študovať antimikrobiálne a protirakovinové účinky vybraných pripravených komplexov voči viacerým druhom mikroorganizmov a bunkovým líniám. 5. U vybraných zlúčenín študovať ich biodostupnosť. 6. Spracovať dosiahnuté výsledky a prezentovať ich formou publikácií a príspevkov na konferenciách ako aj aktívnou účasťou formou prednášok. 7. Vypracovať a odovzdať dizertačnú prácu.
Aktuálna časopisecká rešerš.
fyzikálna chémia (FYCHd)
Biodegradovateľné kovové opory pre regeneráciu tkanív v ortopedických aplikáciách
Štúdium biodegradovateľných kovových opôr ako novej alternatívy v oblasti regenerácie tkanív. Vzhľadom na narastajúcu potrebu vývoja nových dočasných implantátov v ortopédii vzniká aj potreba detailného štúdia dizajnu, metód prípravy, fyzikálno-chemických, biologických a mechanických vlastností takýchto inovatívnych opôr. Dôraz sa kladie na štúdium a vyhodnotenie správania, a vlastnosti biodegradovateľných kovových implantátov v procese podpory regenerácie tkaniva v ortopedických aplikáciách s využitím princípov materiálovej vedy, chémie a biológie.
Cieľom dizertačnej práce je štúdium biodegradovateľných kovových opôr ako novej alternatívy v oblasti regenerácie tkanív. Vzhľadom na narastajúcu potrebu vývoja nových dočasných implantátov v ortopédii vzniká aj potreba detailného štúdia dizajnu, metód prípravy, fyzikálno-chemických, biologických a mechanických vlastností takýchto inovatívnych opôr. Cieľom dizertačnej práce je využitím princípov materiálovej vedy, chémie a biológie preštudovať a vyhodnotiť správanie, a vlastnosti biodegradovateľných kovových implantátov v procese podpory regenerácie tkaniva v ortopedických aplikáciách. Táto práca by mala prispieť k narastajúcemu množstvu poznatkov vo fyzikálnej chémii a biomedicínskom inžinierstve a poskytnúť základ pre budúci vývoj v oblasti biodegradovateľných ortopedických implantátov.
Odborná časopisecká literatúra
anorganická chémia (ACHd)
Biodostupné koordinačné zlúčeniny ako potenciálne chemoterapeutiká
Dizertačná práca je zameraná na sledovanie podmienok prípravy koordinačných zlúčenín prevažne prechodných iónov kovov s N- a/alebo O-donorovými bioligandami, ich samotnú prípravu s cieľom získania látok s očakávaným antimikrobiálnym účinkom. Roztokové štúdie sa budú realizovať potenciometrickými a spektroskopickými (NMR, UV-Vis, fluorescenčnými) metódami a izolované syntetické produkty sa budú charakterizovať dostupnými technikami ((IČ, UV-VIS, NMR, CHN, termická analýza, RTG štruktúrna analýza). Antimikrobiálne ako aj ďalšie biologické hodnotenia sa budú sledovať voči vybraným patologickým kmeňom mikroorganizmov a líniám rakovinových buniek. Nadobudnuté poznatky o štruktúre, ďalších fyzikálno-chemických a biologických vlastnostiach umožnia ich vzájomnú koreláciu a následnú modifikácie pre zvýšenie účinnosti a selektivity.
1. Pripraviť komplexy vybraných iónov kovov s vybranými biodostupnými ligandami 2. Pripravené komplexné zlúčeniny charakterizovať dostupnými fyzikálno-chemickými metódami (IČ spektroskopia, RTG analýza, termická analýza, prvková analýza a hmotnostná spektrometria). 3. Overiť stabilitu pripravených koordinačných zlúčenín v roztoku. 4. Študovať antimikrobiálne a protirakovinové účinky vybraných pripravených komplexov voči viacerým druhom mikroorganizmov a bunkovým líniám. 5. U vybraných zlúčenín študovať ich biodostupnosť. 6. Spracovať dosiahnuté výsledky a prezentovať ich formou publikácií a príspevkov na konferenciách ako aj aktívnou účasťou formou prednášok. 7. Vypracovať a odovzdať dizertačnú prácu.
Aktuálna časopisecká rešerš.
anorganická chémia (ACHdAj)
Koordinačné zlúčeniny 3d kovov s ligandami typu Schiffových zásad s potenciálnou biologickou aktivitou
Dizertačná práca nadväzuje na výskum zameraný na prípravu a charakterizáciu nových koordinačných zlúčenín na báze 3d kovov s ligandami typu Schiffových báz. Práca bude zameraná na zásady uvedeného typu založené na 4-amino-1,2,4-triazole a jeho derivátoch, nakoľko je známe, že nielen zlúčeniny Schiffových báz tohto typu, ale aj koordinačné zlúčeniny s týmito organickými molekulami ako ligandami vykazujú široké spektrum aktivity ako chemoterapeutiká, vrátane antibakteriálnych, antifungálnych, antituberkulárnych, analgetických, protizápalových, antikonvulzívnych, antivírusových, insekticídnych a antidepresívnych aktivít [1-4]. Jej motívom je navrhnúť, pripraviť a charakterizovať ligandy vyššie spomenutého typu a následne ich využiť pri príprave nových koordinačných zlúčenín s cieľom študovať vplyv zmeny substituentov na amino skupine viazanej na dusíku v polohe 4 na biologickú aktivitu ligandov a koordinačných zlúčenín s 3d kovmi. Pre tieto účely bude práca zameraná aj na návrh a prípravu nových ligandov na báze 4-amino-1,2,4-triazole. Štúdium sa bude realizovať v spolupráci s Ústavom biologických vied UPJŠ, pričom sa očakáva aktívne zapojenie doktoranda do štúdia biologickej aktivity v rámci tejto spolupráce, a s ďalšími partnerskými pracoviskami v zahraničí.
1. Opísať súčasný stav problematiky koordinačnej chémie komplexov 3d kovov s ligandami typu Schiffových báz s dôrazom na biologicky aktívne zlúčeniny. 2. Študovať metódy prípravy Schiffových zásad na báze 4-amino-1,2,4-triazolu. 3. Cielená syntéza vyššie spomenutých ligandov s 1,2,4-triazolom a jeho derivátmi. 4. Cielená syntéza vedúca ku koordinačným zlúčeninám 3d kovov s pripravenými ligandami. 5. Chemická, spektoskopická a štruktúrna charakterizáciia pripravených komplexov. 6. Štúdium biologických vlastností vybraných komplexov. 7. Publikovanie výsledkov vo forme konferenčných výstupov a vedeckých časopiseckých publikácií.
1. N. U. Güzeldemirci, Ö. Küçükbasmacı, Eur. J. Med. Chem. 2010, 45, 63. 2. H. Bayrak, A. Demirbas, S. A. Karaoglu, N. Demirbas, Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 1057. 3. S. Eswaran, A. V. Adhikari, N. S. Shetty, Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 4637. 4. A. T. Mavrova, D. Wesselinova, Y. A. Tsenov, P. Denkova, Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 63.
anorganická chémia (ACHdAj)
Koordinačné zlúčeniny s potenciálnym využitím v magnetickom chladení
Dizertačná práca nadväzuje na niekoľkoročný výskum zameraný na vývoj nových nízkorozmerných zlúčenín na báze Cu(II) a Mn(II) s makrocyklickými ligandami pre potenciálne využitie v oblasti magnetického chladenia [1,2]. Jej motívom je navrhnúť, pripraviť a otestovať nové spôsoby viazania vyššie uvedených kovov vedúce k alternujúcim reťazcom, ktoré v základnom stave budú vykazovať ferrimagnetický stav s potenciálnym prechodom vplyvom vonkajšieho stimulu do feromagnetického usporiadania. Pre tieto účely bude práca zameraná aj na návrh a prípravu nových makrocyklických ligandov na báze 1,4,8,11-tetraazacyklotetradekán (cyclam) a 1,4,7-triazacyklononán (cyclen). Štúdium sa bude realizovať v spolupráci s Ústavom fyzikálnych vied UPJŠ a partnerskými pracoviskami v zahraničí.
1. Opísať súčasný stav problematiky koordinačnej chémie komplexov Cu(II)/Mn(II) a metód prípravy derivátov ligandu cyclam. 2. Cielená syntéza derivátov ligandu cyclam. 2. Cielená syntéza vedúca k nízkorozmerným zlúčeninám Cu(II)/Mn(II) s derivátmi ligandu cyclam. 3. Chemická, spektoskopická a štruktúrna charakterizáciia pripravených komplexov. 4. Štúdium magnetických vlastností vybraných komplexov. 5. Publikovanie výsledkov vo forme konferenčných výstupov a vedeckých časopiseckých publikácií.
1. Samoľová E., Kuchár J., Čižmár E., Dušek M.: New heterobimetallic Cu(II)/Mn(II) complexes with trans-1,8-cyclam derivatives: Synthesis, characterization, magnetic properties and crystal structures of (µ2-Chloro)-(dpc)-copper(II)-trichloro-manganese(II) and two polymorphs of (µ2-Chloro)-(dac)-copper(II)-trichloro-manganese(II). (2021) Journal of Molecular Structure, 1241, art. no. 130592. DOI: 10.1016/j.molstruc.2021.130592 2. Samoľová E., Kuchár J., Grzimek V., Kliuikov A., Čižmár E.: Synthesis, crystal structure and magnetic properties of the new Cu(II)/Mn(II) coordination polymer [{Cu(cyclam)MnCl3(H2O)2}Cl]n. (2019) Polyhedron, 170, pp. 51 - 59. DOI: 10.1016/j.poly.2019.05.024
biochémia (BICHd)
Dizajn hyperstabilných šaperónových platforiem: od evolúcie k inováciám
V rámci výskumnej skupiny sa vyvíjajú nové molekulárne platformy pre detekciu a terapiu, založené na potenciáli šaperónových domén. Predmetom výskumnej práce doktoranda je molekulárna inovácia zameraná na stabilizáciu šaperónových platforiem pre vytváranie knižníc a ich aplikácie. V práci sa bude využívať široké spektrum pokročilých techník, vrátane komparatívnej evolučnej analýzy, kryštalizácie proteínov a štrukturálnej charakterizácie, v spolupráci s tímami vedcov synchrotrónu SOLEIL. Cieľom je vyvinúť nové molekulárne platformy s možnými aplikáciami v detekcii a premostiť tak medzeru medzi základnou molekulárnou biológiou a aplikovaným interdisciplinárnym výskumom. Doktorand bude zohrávať kľúčovú úlohu v návrhu experimentov, zbere a analýze dát, ako aj v interpretácii výsledkov. Ponúka sa príležitosť pracovať s najnovšími technológiami a prispieť k rozvoju rýchlo sa vyvíjajúcej oblasti. Ciele dizertačnej práce zahŕňajú skúmanie prírodných hyperstabilných šaperónových domén, identifikáciu špecifických miest stabilizácie prostredníctvom cielenej mutagenézy, porovnávanie sekvencií termofilných, mezofilných a psychrofilných variantov šaperónových domén, prípravu nových variantov a vykonávanie funkčnej analýzy a kryštalizácie nových šaperónových domén a variantov.
1.) Skúmanie prírodných hyperstabilných šaperónových domén a identifikácia špecifických miest stabilizácie prostredníctvom cielenej mutagenézy. 2.) Porovnanie sekvencií termofilných, mezofilných a psychrofilných variantov šaperónových domén a príprava nových variantov šaperónových domén. 3.) Vykonávanie funkčnej analýzy a kryštalizácie nových šaperónových domén a variantov.
1. Mandal SS, Merz DR, Buchsteiner M, Dima RI, Rief M, Žoldák G. Nanomechanics of the substrate binding domain of Hsp70 determine its allosteric ATP-induced conformational change. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Jun 6;114(23):6040-6045. doi: 10.1073/pnas.1619843114. 2. Gala M, Pristaš P, Žoldák G. Allosteric Inter-Domain Contacts in Bacterial Hsp70 Are Located in Regions That Avoid Insertion and Deletion Events. Int J Mol Sci. 2022 Mar 3;23(5):2788. doi: 10.3390/ijms23052788. PMID: 35269930; PMCID: PMC8910936. 3. Singh A, Rief M, Žoldák G. Direct observation of chemo-mechanical coupling in DnaK by single-molecule force experiments. Biophys J. 2022 Dec 6;121(23):4729-4739. doi: 10.1016/j.bpj.2022.09.042. 4. Nemergut M, Pluskal D, Horackova J, Sustrova T, Tulis J, Barta T, Baatallah R, Gagnot G, Novakova V, Majerova M, Sedlackova K, Marques SM, Toul M, Damborsky J, Prokop Z, Bednar D, Janin YL, Marek M. Illuminating the mechanism and allosteric behavior of NanoLuc luciferase. NATURE Commun. 2023 Nov 29;14(1):7864. doi: 10.1038/s41467-023-43403-y.
biochémia (BICHd)
DNA/BSA väzbová charakteristika a fotofyzikálno-chemické vlastnosti novosyntetizovaných nízkomolekulových ligandov
Pomocou Uv-Vis a fluorescenčných spektrofotometrických metód určiť spôsob viazania a vplyv nových nízkomolekulových ligandov na DNA z teľacieho týmusu ako aj na albumín. Vypočítané budú Stern-Volmerove a väzbové konštanty pre jednotlivé deriváty. Nameraním CD spektier sa upresní, či sa jednotlivé deriváty viažu do žliabku resp. interkalujú sa medzi bázové páry DNA. Pomocou elektroforetických metód budú preskúmané možnosti štiepenia plazmidovej DNA študovanými zlúčeninami. Zistí sa aj inhibičný vplyv skúmaných látok na topoizomerázu I resp. II.
Cieľom práce bude spektrofotometrickými metódami stanoviť spôsob viazania a vplyv nových nízkomolekulových ligandov na DNA z teľacieho týmusu ako aj na albumín. Vypočítať Stern-Volmerove a väzbové konštanty pre jednotlivé ligandy. Pomocou gélovej elektroforézy preveriť schopnosť skúmaných látok štiepiť plazmidovú DNA a určiť ich inhibičné vlastnosti voči topoizomeráze I resp. II.
[1] Watson J. D. and Crick F. H. C. 1953. Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature. Vol. 171. p. 737–8 [2] Travers A., and Muskhelishvili G. 2015. DNA structure and function. The FEBS Journal. Vol. 282. p. 2279–2295 [3] Li Q. and Kang C. 2020. Mechanisms of Action for Small Molecules Revealed by Structural Biology in Drug Discovery. International Journal of Molecular Sciences. Vol. 21. p. 1–18 [4] Aleksić M. M. and Kapetanović V. 2014. An overview of the optical and electrochemical methods for detection of DNA - drug interaction. Acta Chimica Slovenica. Vol. 61. p. 555–573
fyzikálna chémia (FYCHd)
Inovatívne prístupy vývoja povlakov na zlepšenie vlastností biodegradovateľných kovových implantátov v biomedicínskych aplikáciách
Dizertačná práca sa zaoberá optimalizáciou vlastností biodegradovateľných kovových implantátov prostredníctvom inovatívnych metód povlakovania s cieľom zlepšiť funkčnosť ortopedických implantátov ladením rýchlosti korózie a zlepšením ich biokompatibility s fyziologickým prostredím. Cieľom práce je systematicky preskúmať pokročilé techniky, ako je napr. elektrostatické zvlákňovanie, na nanášanie povlakov na povrchy biologicky odbúrateľných kovov. Výskum kladie dôraz na štúdium aspektov korózneho správania a biokompatibility za využitia detailnej fyzikálno-chemickej a biologickej analýzy materiálov.
Práca je zameraná na optimalizáciu vlastností biodegradovateľných kovových implantátov prostredníctvom inovatívnych metód povlakovania. Cieľom práce je systematicky preskúmať pokročilé techniky, ako je napr. elektrostatické zvlákňovanie, na nanášanie povlakov na povrchy biologicky odbúrateľných kovov. Výskum kladie dôraz na štúdium aspektov korózneho správania a biokompatibility za využitia detailnej fyzikálno-chemickej a biologickej analýzy materiálov. Cieľom výskumu je zlepšiť funkčnosť ortopedických implantátov ladením rýchlosti korózie a zlepšením ich biokompatibility s fyziologickým prostredím. Zistenia nadobudnuté počas PhD. štúdia by mali prispieť k cenným poznatkom a k lepšiemu pochopeniu metód povlakovania, a ich vplyvu na vlastnosti biodegradovateľných kovových implantátov v rámci biomedicínskych aplikácií.
Odborná časopisecká literatúra
fyzikálna chémia (FYCHd)
Katalyzátory na báze vysoko-entropických zliatin pre elektrochemický rozklad vody
Cieľom dizertačnej práce je príprava katalyzátorov na báze vysoko-entropických zliatin vo forme nanočastíc, ich štruktúrna charakterizácia a štúdium ich vlastností. Zameriame sa na štúdium elektrokatalytickej aktivity v reakcii vývoja vodíka a v reakcii vývoja kyslíka. Ďalším cieľom práce je nájdenie optimálneho zloženia katalyzátorov ma báze vysoko-entropických zliatin pre vysoko účinný elektrochemický rozklad vody.
Cieľom dizertačnej práce je príprava katalyzátorov na báze vysoko-entropických zliatin vo forme nanočastíc, ich štruktúrna charakterizácia a štúdium ich vlastností. Zameriame sa na štúdium elektrokatalytickej aktivity v reakcii vývoja vodíka a v reakcii vývoja kyslíka. Ďalším cieľom práce je nájdenie optimálneho zloženia katalyzátorov ma báze vysoko-entropických zliatin pre vysoko účinný elektrochemický rozklad vody.
Odborná časopisecká literatúra
anorganická chémia (ACHd)
Koordinačné zlúčeniny s potenciálnym využitím v magnetickom chladení
Dizertačná práca nadväzuje na niekoľkoročný výskum zameraný na vývoj nových nízkorozmerných zlúčenín na báze Cu(II) a Mn(II) s makrocyklickými ligandami pre potenciálne využitie v oblasti magnetického chladenia [1,2]. Jej motívom je navrhnúť, pripraviť a otestovať nové spôsoby viazania vyššie uvedených kovov vedúce k alternujúcim reťazcom, ktoré v základnom stave budú vykazovať ferrimagnetický stav s potenciálnym prechodom vplyvom vonkajšieho stimulu do feromagnetického usporiadania. Pre tieto účely bude práca zameraná aj na návrh a prípravu nových makrocyklických ligandov na báze 1,4,8,11-tetraazacyklotetradekán (cyclam) a 1,4,7-triazacyklononán (cyclen). Štúdium sa bude realizovať v spolupráci s Ústavom fyzikálnych vied UPJŠ a partnerskými pracoviskami v zahraničí.
1. Opísať súčasný stav problematiky koordinačnej chémie komplexov Cu(II)/Mn(II) a metód prípravy derivátov ligandu cyclam. 2. Cielená syntéza derivátov ligandu cyclam. 2. Cielená syntéza vedúca k nízkorozmerným zlúčeninám Cu(II)/Mn(II) s derivátmi ligandu cyclam. 3. Chemická, spektoskopická a štruktúrna charakterizáciia pripravených komplexov. 4. Štúdium magnetických vlastností vybraných komplexov. 5. Publikovanie výsledkov vo forme konferenčných výstupov a vedeckých časopiseckých publikácií.
1. Samoľová E., Kuchár J., Čižmár E., Dušek M.: New heterobimetallic Cu(II)/Mn(II) complexes with trans-1,8-cyclam derivatives: Synthesis, characterization, magnetic properties and crystal structures of (µ2-Chloro)-(dpc)-copper(II)-trichloro-manganese(II) and two polymorphs of (µ2-Chloro)-(dac)-copper(II)-trichloro-manganese(II). (2021) Journal of Molecular Structure, 1241, art. no. 130592. DOI: 10.1016/j.molstruc.2021.130592 2. Samoľová E., Kuchár J., Grzimek V., Kliuikov A., Čižmár E.: Synthesis, crystal structure and magnetic properties of the new Cu(II)/Mn(II) coordination polymer [{Cu(cyclam)MnCl3(H2O)2}Cl]n. (2019) Polyhedron, 170, pp. 51 - 59. DOI: 10.1016/j.poly.2019.05.024
anorganická chémia (ACHd)
Koordinačné zlúčeniny 3d kovov s ligandami typu Schiffových zásad s potenciálnou biologickou aktivitou
Dizertačná práca nadväzuje na výskum zameraný na prípravu a charakterizáciu nových koordinačných zlúčenín na báze 3d kovov s ligandami typu Schiffových báz. Práca bude zameraná na zásady uvedeného typu založené na 4-amino-1,2,4-triazole a jeho derivátoch, nakoľko je známe, že nielen zlúčeniny Schiffových báz tohto typu, ale aj koordinačné zlúčeniny s týmito organickými molekulami ako ligandami vykazujú široké spektrum aktivity ako chemoterapeutiká, vrátane antibakteriálnych, antifungálnych, antituberkulárnych, analgetických, protizápalových, antikonvulzívnych, antivírusových, insekticídnych a antidepresívnych aktivít [1-4]. Jej motívom je navrhnúť, pripraviť a charakterizovať ligandy vyššie spomenutého typu a následne ich využiť pri príprave nových koordinačných zlúčenín s cieľom študovať vplyv zmeny substituentov na amino skupine viazanej na dusíku v polohe 4 na biologickú aktivitu ligandov a koordinačných zlúčenín s 3d kovmi. Pre tieto účely bude práca zameraná aj na návrh a prípravu nových ligandov na báze 4-amino-1,2,4-triazole. Štúdium sa bude realizovať v spolupráci s Ústavom biologických vied UPJŠ, pričom sa očakáva aktívne zapojenie doktoranda do štúdia biologickej aktivity v rámci tejto spolupráce, a s ďalšími partnerskými pracoviskami v zahraničí.
1. Opísať súčasný stav problematiky koordinačnej chémie komplexov 3d kovov s ligandami typu Schiffových báz s dôrazom na biologicky aktívne zlúčeniny. 2. Študovať metódy prípravy Schiffových zásad na báze 4-amino-1,2,4-triazolu. 3. Cielená syntéza vyššie spomenutých ligandov s 1,2,4-triazolom a jeho derivátmi. 4. Cielená syntéza vedúca ku koordinačným zlúčeninám 3d kovov s pripravenými ligandami. 5. Chemická, spektoskopická a štruktúrna charakterizáciia pripravených komplexov. 6. Štúdium biologických vlastností vybraných komplexov. 7. Publikovanie výsledkov vo forme konferenčných výstupov a vedeckých časopiseckých publikácií.
1. N. U. Güzeldemirci, Ö. Küçükbasmacı, Eur. J. Med. Chem. 2010, 45, 63. 2. H. Bayrak, A. Demirbas, S. A. Karaoglu, N. Demirbas, Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 1057. 3. S. Eswaran, A. V. Adhikari, N. S. Shetty, Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 4637. 4. A. T. Mavrova, D. Wesselinova, Y. A. Tsenov, P. Denkova, Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 63.
anorganická chémia (ACHdAj)
Magneticky aktívne komplexné zlúčeniny Co(II)
V rámci dizertačnej práce sa budú študovať nové magneticky aktívne komplexné zlúčeniny Co(II) s heteroleptickou koordinačnou sférou. Je známe, že vysoké hodnoty D-parametra a prípadnú pomalú magnetickú relaxáciu možno očakávať v prípade pentakoordinovaných komplexov Co(II) [1,2]. Z uvedeného dôvodu sa budú prednostne pripravovať pentakoordinované komplexy Co(II). Stratégia ich syntézy bude založená na použití kombinácie stéricky náročných dvoj- a trojdonorových ligandov. S cieľom stabilizácie oxidačného stavu 2+ sa využijú vhodné O- a N-donorové ligandy, pričom okrem komerčne dostupných ligandov sa použijú aj ligandy typu Schiffových báz syntetizované v rámci tejto práce [3]. Dôraz sa bude klásť na prípravu látok v podobe monokryštálov. Pripravené komplexné zlúčeniny sa budú štandardne charakterizovať chemickými a spektroskopickými metódami a vyriešia sa ich kryštálové štruktúry. Výsledky experimentálneho štúdia magnetických vlastností sa budú korelovať s výsledkami štruktúrnej analýzy.
1. Spracovať literárne údaje o komplexných zlúčeninách Co(II) s dôrazom na pentakoordinované komplexy. 2. Vypracovať písomnú prácu k dizertačnej slúške a vykonať dizertačnú skúšku. 3. Pripraviť a charakterizovať nové, najmä pentakoordinované koordinačné zlúčeniny Co(II). 4. Vyriešiť kryštálové štruktúry zlúčenín pripravených v podobe monokryštálov a študovať ich spektroskopické vlastnosti. 5. U vybraných látok študovať ich magnetické vlastnosti. 6. Vypracovať a odovzdať dizertačnú prácu.
1. C. Rajnák, J. Titiš, I. Šalitroš, R. Boča, O. Fuhr, M. Ruben: Polyhedron 65 (2013) 122-128. 2. J. Titiš, C. Rajnák, R. Boča: Inorganics, 11 (2023) 452. 3. M. Kumar, A. Kumar Singh, A. Kumar Singh, R. K. Yadav, S. Singh, A. P. Singh, A. Chauhann: Coord. Chem. Rev., 488 (2023) 215176.
anorganická chémia (ACHd)
Magneticky aktívne komplexné zlúčeniny Co(II)
V rámci dizertačnej práce sa budú študovať nové magneticky aktívne komplexné zlúčeniny Co(II) s heteroleptickou koordinačnou sférou. Je známe, že vysoké hodnoty D-parametra a prípadnú pomalú magnetickú relaxáciu možno očakávať v prípade pentakoordinovaných komplexov Co(II) [1,2]. Z uvedeného dôvodu sa budú prednostne pripravovať pentakoordinované komplexy Co(II). Stratégia ich syntézy bude založená na použití kombinácie stéricky náročných dvoj- a trojdonorových ligandov. S cieľom stabilizácie oxidačného stavu 2+ sa využijú vhodné O- a N-donorové ligandy, pričom okrem komerčne dostupných ligandov sa použijú aj ligandy typu Schiffových báz syntetizované v rámci tejto práce [3]. Dôraz sa bude klásť na prípravu látok v podobe monokryštálov. Pripravené komplexné zlúčeniny sa budú štandardne charakterizovať chemickými a spektroskopickými metódami a vyriešia sa ich kryštálové štruktúry. Výsledky experimentálneho štúdia magnetických vlastností sa budú korelovať s výsledkami štruktúrnej analýzy.
1. Spracovať literárne údaje o komplexných zlúčeninách Co(II) s dôrazom na pentakoordinované komplexy. 2. Vypracovať písomnú prácu k dizertačnej slúške a vykonať dizertačnú skúšku. 3. Pripraviť a charakterizovať nové, najmä pentakoordinované koordinačné zlúčeniny Co(II). 4. Vyriešiť kryštálové štruktúry zlúčenín pripravených v podobe monokryštálov a študovať ich spektroskopické vlastnosti. 5. U vybraných látok študovať ich magnetické vlastnosti. 6. Vypracovať a odovzdať dizertačnú prácu.
1. C. Rajnák, J. Titiš, I. Šalitroš, R. Boča, O. Fuhr, M. Ruben: Polyhedron 65 (2013) 122-128. 2. J. Titiš, C. Rajnák, R. Boča: Inorganics, 11 (2023) 452. 3. M. Kumar, A. Kumar Singh, A. Kumar Singh, R. K. Yadav, S. Singh, A. P. Singh, A. Chauhann: Coord. Chem. Rev., 488 (2023) 215176.
biochémia (BICHd)
Molekulový mechanizmus agregácie patologických IgG v onkohematologických chorobách
Táto dizertačná práca predstavuje jedinečnú možnosť preskúmať molekulárne základy zhlukovania patologických IgG, ktoré sa vyskytujú pri onkohematologických ochoreniach, ako sú mnohopočetný myelóm a amyloidóza ľahkých reťazcov. Stavy charakterizované agregáciou patologických ľahkých reťazcov imunoglobulínu G (IgG) vedú k vážnym zdravotným komplikáciám a sú momentálne považované za nevyliečiteľné. V práci sa využije široká škála inovatívnych techník na ex vivo štúdium týchto procesov, čím umožní lepšie pochopenie týchto molekulárne zložitých mechanizmov. Práca má potenciál prispieť k lepšiemu pochopeniu mechanizmov agregácie patologických IgG, čo by mohlo otvoriť cestu k novým terapeutickým stratégiám. Bude zahŕňať aktívny návrh experimentov, zber a analýzu dát, ako aj skúmanie úlohy šaperónových domén ako potenciálnych neutralizačných a terapeutických agentov. Táto práca ponúka významnú možnosť prispieť do medicínske významnej oblasti. Jej ciele zahŕňajú skúmanie biologických a biochemických faktorov prispievajúcich k agregácii patologických ľahkých reťazcov IgG, štúdium interakcií medzi sérovými proteínmi, lipidovými vezikulami a vlastnosťami povrchu buniek, ktoré katalyzujú alebo poháňajú tento proces agregácie, a skúmanie potenciálu šaperónových domén ako potenciálnych neutralizačných liečiv.
1.) Skúmanie biologických a biochemických faktorov, ktoré prispievajú k agregácii patologických ľahkých reťazcov IgG. 2.) Štúdium interakcií medzi sérovými proteínmi, lipidovými vezikulami a vlastnosťami povrchu buniek, ktoré katalyzujú alebo poháňajú tento proces agregácie. 3.) Skúmanie šaperónových domén ako potenciálnych neutralizačných liečiv.
1. Džupponová V, Žoldák G. Aggregation mechanism and branched 3D morphologies of pathological human light chain proteins under reducing conditions. Colloids Surf B Biointerfaces. 2023 Jan;221:112983. doi: 10.1016/j.colsurfb.2022.112983. 2. Džupponová V, Žoldák G. Salt-dependent passive adsorption of IgG1κ-type monoclonal antibodies on hydrophobic microparticles. Biophys Chem. 2021 Aug;275:106609. doi: 10.1016/j.bpc.2021.106609. 3. Džupponová V, Huntošová V, Žoldák G. A kinetic coupling between protein unfolding and aggregation controls time-dependent solubility of the human myeloma antibody light chain. Protein Sci. 2020 Dec;29(12):2408-2421. doi: 10.1002/pro.3968. 4. Nemergut M, Pluskal D, Horackova J, Sustrova T, Tulis J, Barta T, Baatallah R, Gagnot G, Novakova V, Majerova M, Sedlackova K, Marques SM, Toul M, Damborsky J, Prokop Z, Bednar D, Janin YL, Marek M. Illuminating the mechanism and allosteric behavior of NanoLuc luciferase. Nat Commun. 2023 Nov 29;14(1):7864. doi: 10.1038/s41467-023-43403-y.
anorganická chémia (ACHdAj); anorganická chémia (ACHdAj)
Nanopórovité častice oxidu kremičitého pre cielený transport liečiv
Dizertačná práca nadväzuje na niekoľkoročný výskum zameraný na vývoj nových inteligentných nosičov liečiv, uvoľňujúcich bioaktívnu látku cielene, vplyvom fyzikálneho alebo chemického stimulu. Cieľom PhD práce bude syntéza a výskum nanomateriálov na báze oxidu kremičitého, ktoré budú skúmané na dva účely. Prvým účelom je príprava a testovanie materiálov, ktoré môžu byť použité pre cielený, vektorový transport a následné uvoľňovanie antitrombotických liečiv. Problémom antitrombotík je ich krátky polčas rozpadu a s tým potreba užívania častých dávok pacientmi. Práve takéto podávanie antitrombotík pomocou oxidu kremičitého môže viesť k predĺženiu ich polčasu rozpadu, rovnomernému podávaniu a zníženiu terapeutických dávok. Ako nosiče budú testované mezopórovité častice oxidu kremičitého (MSNs) ale aj core@shell systémy na báze MSNs, kde jadro tvoria nanočastice zlata alebo SPION. Takéto systémy umožnia cielené podávanie a uvoľňovanie antitrombotík v reakcii na vonkajší stimul infračervené žiarenie, magnetické pole. Magnetické pole sa môže použiť na dodanie takého systému s antitrombotickým liečivom priamo do miesta trombózy.
1. M. Vallet-Regí, F. Schüth, D. Lozano, M. Colilla, M. Manzano, Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?, Chem. Soc. Rev., 51 (2022) 5365-5451, DOI: http://dx.doi.org/10.1039/D1CS00659B. 2. M. Isroni, F. Sagita, N.T.U. Culsum, G.T.M. Kadja, Molecule gated mesoporous silica for on-command drug delivery: A review, Results in Chemistry, 6 (2023) 101053, DOI: https://doi.org/10.1016/j.rechem.2023.101053.
anorganická chémia (ACHd)
Nanopórovité častice na báze oxidu kremičitého na riadené podávanie liečiv
Systémy na podávanie liečiv na báze nanopórovitého oxidu kremičitého (MSN) vykazujú zvýšenú účinnosť pri dodávaní liečiv ako aj zníženie vedľajších účinkov vďaka efektom, ktoré prinášajú nanorozmery. MSN vykazujú jedinečné vlastnosti, ako je biokompatibilita, vysoká uskladňovacia kapacita liečiva, dobre definovaná štruktúra pórov, ľahko kontrolovateľná morfológia a laditeľná povrchová chémia. Jednou z hlavných výhod MSN je možnosť pripraviť nanosystémy s nulovým predčasným uvoľňovaním liečiva pomocou cieleného otvárania a uzatvárania pórov a teda uvoľňovať liečivá pomocou rôznych fyzikálnych alebo chemických stimulov. Cieľom dizertačnej práce bude návrh a syntéza pokročilých MSNs pre podávanie protinádorových alebo antitrombických liečiv, ktoré budú cielene uvoľňovať liečivo použitím externých rôznych stimulov, napr. uvoľňovanie riadené IČ svetlom.
Dizertačná práca nadväzuje na niekoľkoročný výskum zameraný na vývoj nových inteligentných nosičov liečiv, uvoľňujúcich bioaktívnu látku cielene, vplyvom fyzikálneho alebo chemického stimulu. Cieľom PhD práce bude syntéza a výskum nanomateriálov na báze oxidu kremičitého, ktoré budú skúmané na dva účely. Prvým účelom je príprava a testovanie materiálov, ktoré môžu byť použité pre cielený, vektorový transport a následné uvoľňovanie antitrombotických liečiv. Problémom antitrombotík je ich krátky polčas rozpadu a s tým potreba užívania častých dávok pacientmi. Práve takéto podávanie antitrombotík pomocou oxidu kremičitého môže viesť k predĺženiu ich polčasu rozpadu, rovnomernému podávaniu a zníženiu terapeutických dávok. Ako nosiče budú testované mezopórovité častice oxidu kremičitého (MSNs) ale aj core@shell systémy na báze MSNs, kde jadro tvoria nanočastice zlata alebo SPION. Takéto systémy umožnia cielené podávanie a uvoľňovanie antitrombotík v reakcii na vonkajší stimul infračervené žiarenie, magnetické pole. Magnetické pole sa môže použiť na dodanie takého systému s antitrombotickým liečivom priamo do miesta trombózy.
1. M. Vallet-Regí, F. Schüth, D. Lozano, M. Colilla, M. Manzano, Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?, Chem. Soc. Rev., 51 (2022) 5365-5451, DOI: http://dx.doi.org/10.1039/D1CS00659B. 2. M. Isroni, F. Sagita, N.T.U. Culsum, G.T.M. Kadja, Molecule gated mesoporous silica for on-command drug delivery: A review, Results in Chemistry, 6 (2023) 101053, DOI: https://doi.org/10.1016/j.rechem.2023.101053.
anorganická chémia (ACHd)
Nanopórovité častice oxidu kremičitého pre cielený transport liečiv
Dizertačná práca nadväzuje na niekoľkoročný výskum zameraný na vývoj nových inteligentných nosičov liečiv, uvoľňujúcich bioaktívnu látku cielene, vplyvom fyzikálneho alebo chemického stimulu. Cieľom PhD práce bude syntéza a výskum nanomateriálov na báze oxidu kremičitého, ktoré budú skúmané na dva účely. Prvým účelom je príprava a testovanie materiálov, ktoré môžu byť použité pre cielený, vektorový transport a následné uvoľňovanie antitrombotických liečiv. Problémom antitrombotík je ich krátky polčas rozpadu a s tým potreba užívania častých dávok pacientmi. Práve takéto podávanie antitrombotík pomocou oxidu kremičitého môže viesť k predĺženiu ich polčasu rozpadu, rovnomernému podávaniu a zníženiu terapeutických dávok. Ako nosiče budú testované mezopórovité častice oxidu kremičitého (MSNs) ale aj core@shell systémy na báze MSNs, kde jadro tvoria nanočastice zlata alebo SPION. Takéto systémy umožnia cielené podávanie a uvoľňovanie antitrombotík v reakcii na vonkajší stimul infračervené žiarenie, magnetické pole. Magnetické pole sa môže použiť na dodanie takého systému s antitrombotickým liečivom priamo do miesta trombózy.
Dizertačná práca nadväzuje na niekoľkoročný výskum zameraný na vývoj nových inteligentných nosičov liečiv, uvoľňujúcich bioaktívnu látku cielene, vplyvom fyzikálneho alebo chemického stimulu. Cieľom PhD práce bude syntéza a výskum nanomateriálov na báze oxidu kremičitého, ktoré budú skúmané na dva účely. Prvým účelom je príprava a testovanie materiálov, ktoré môžu byť použité pre cielený, vektorový transport a následné uvoľňovanie antitrombotických liečiv. Problémom antitrombotík je ich krátky polčas rozpadu a s tým potreba užívania častých dávok pacientmi. Práve takéto podávanie antitrombotík pomocou oxidu kremičitého môže viesť k predĺženiu ich polčasu rozpadu, rovnomernému podávaniu a zníženiu terapeutických dávok. Ako nosiče budú testované mezopórovité častice oxidu kremičitého (MSNs) ale aj core@shell systémy na báze MSNs, kde jadro tvoria nanočastice zlata alebo SPION. Takéto systémy umožnia cielené podávanie a uvoľňovanie antitrombotík v reakcii na vonkajší stimul infračervené žiarenie, magnetické pole. Magnetické pole sa môže použiť na dodanie takého systému s antitrombotickým liečivom priamo do miesta trombózy.
1. M. Vallet-Regí, F. Schüth, D. Lozano, M. Colilla, M. Manzano, Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?, Chem. Soc. Rev., 51 (2022) 5365-5451, DOI: http://dx.doi.org/10.1039/D1CS00659B. 2. M. Isroni, F. Sagita, N.T.U. Culsum, G.T.M. Kadja, Molecule gated mesoporous silica for on-command drug delivery: A review, Results in Chemistry, 6 (2023) 101053, DOI: https://doi.org/10.1016/j.rechem.2023.101053.
biochémia (BICHd)
Nekanonické štruktúrne motívy nukleových kyselín
Výskyt a lokalizácia nekanonických štruktúrnych motívov v nukleových kyselinách, ako sú napríklad DNA vlásenky, triplexy a G-kvadruplexy nie je náhodný. Práve tieto motívy a nie samotné mutácie v štruktúrnych génoch, sú považované za kľúčové kontrolné body mnohých biologických procesov a zodpovedajú aj za samotnú expresiu regulačných proteínov v bunkách. Výsledkom je napríklad nekontrolovaná proliferácia, indukcia tvorby neoplaziem, zvýšenie porúch v DNA reparácii a rekombinačných mechanizmoch, nekontrolovaná diferenciácia ale aj starnutie buniek. Hlavnou úlohou bude definovať podmienky vzniku nekanonických štruktúr, ich stabilizácia pomocou špecifických ligandov a možné dopady na viabilitu buniek.
Hlavným cieľom bude definovať podmienky vzniku nekanonických štruktúr a ich stabilizácia pomocou špecifických ligandov. Vplyv týchto motívov na viabilitu buniek.
Vedecké publikácie
analytická chémia (AnCHd)
On-line a off-line mikroextrakčné techniky prípravy vzoriek pre stanovenie analytov vo vybraných matriciach.
Príprava vzorky je dôležitým krokom zahŕňajúcim napr. separáciu a následné stanovenie analytov z komplexných matríc. Príprava vzorky výrazne ovplyvňuje presnosť, správnosť a reprodukovateľnosť analýzy. Súčasné trendy v príprave vzoriek zahŕňajú miniaturizáciu, automatizáciu, vysoký výkon, on-line prepojenie s analytickými prístrojmi a nízkonákladovú prevádzku s malou, alebo žiadnou spotrebou rozpúšťadla. V poslednom desaťročí bola zavedená aj mikroextrakcia so sorbentom umiestneným v mikrostriekačke, ako jednoduchá, rýchla, on-line technika prípravy vzoriek. Tento druh mikroextrakcie vyžaduje menej vzorky a menej rozpúšťadla.
Inovácie v príprave vzoriek a v spôsobe stanovenia vybraných analytov.
Aktuálna časopisecká a monografická literatúra.
anorganická chémia (ACHd)
Pórovité koordinačné polyméry pre environmentálne aplikácie
Dizertačná práca nadväzuje na dlhoročný výskum v oblasti vývoja a aplikácie pórovitých koordinačných polymérov (MOF). Cieľom dizertačnej práce bude príprava a postsyntetická modifikácia MOF materiálov pre environmentálne aplikácie vo forme odstraňovania polutantov z vodného prostredia. V prvom kroku bude navrhnutý dizajn a samotná syntéza adsorbenta, ktorého povrch bude postsynteticky modifikovaný rôznymi funkčnými skupinami (amíny, Schiffove bázy), ktoré zvýšia sorpčnú kapacitu materiálu k vybraným polutantom. Študovanými polutantmi budú katióny kovov pochádzajúce z elektronického odpadu (Cu2+, Ni2+ a Co2+), toxické ióny kovov (Hg2+, Cd2+ a Pb2+) a organické molekuly (azo farbivá a liečivá). Adsorpčné experimenty polutantov budú prebiehať pri rôznych hodnotách pH a teploty. Na základe nameraných adsorpčných izoteriem budú vypočítané rôzne kinetické modely pre opis mechanizmu adsorpcie a termodynamika adsorpčných procesov.
1. Spracovať literárne údaje o využití MOF materiálov ako adsorbentov anorganických a organických polutantov vo vodnom prostredí. 2. Vypracovať písomnú prácu k dizertačnej skúške a vykonať dizertačnú skúšku. 3. Pripraviť stabilné MOF materiály vo vodnom prostredí, ktoré budú postsynteticky modifikované rôznymi organickými funkčnými skupinami pre selektívne viazanie vybraných anorganických a organických polutantov. 4. Študovať adsorpciu polutantov (katióny kovov pochádzajúce z elektronického odpadu, toxické ióny kovov a a organické molekuly) pri rôznych hodnotách pH a teploty. 5. Na namerané adsorpčné izotermy aplikovať rôzne kinetické modely pre opis mechanizmu a termodynamiky adsorpčných procesov. 6. Získané výsledky publikovať vo vedeckých časopisoch a na konferenciách. 7. Vypracovať a odovzdať dizertačnú prácu.
Dostupná literatúra v Scopus a WoS.
anorganická chémia (ACHdAj); anorganická chémia (ACHdAj)
Nanopórovité častice na báze oxidu kremičitého na riadené podávanie liečiv
Systémy na podávanie liečiv na báze nanopórovitého oxidu kremičitého (MSN) vykazujú zvýšenú účinnosť pri dodávaní liečiv ako aj zníženie vedľajších účinkov vďaka efektom, ktoré prinášajú nanorozmery. MSN vykazujú jedinečné vlastnosti, ako je biokompatibilita, vysoká uskladňovacia kapacita liečiva, dobre definovaná štruktúra pórov, ľahko kontrolovateľná morfológia a laditeľná povrchová chémia. Jednou z hlavných výhod MSN je možnosť pripraviť nanosystémy s nulovým predčasným uvoľňovaním liečiva pomocou cieleného otvárania a uzatvárania pórov a teda uvoľňovať liečivá pomocou rôznych fyzikálnych alebo chemických stimulov. Cieľom dizertačnej práce bude návrh a syntéza pokročilých MSNs pre podávanie protinádorových alebo antitrombických liečiv, ktoré budú cielene uvoľňovať liečivo použitím externých rôznych stimulov, napr. uvoľňovanie riadené IČ svetlom.
Dizertačná práca nadväzuje na niekoľkoročný výskum zameraný na vývoj nových inteligentných nosičov liečiv, uvoľňujúcich bioaktívnu látku cielene, vplyvom fyzikálneho alebo chemického stimulu. Cieľom PhD práce bude syntéza a výskum nanomateriálov na báze oxidu kremičitého, ktoré budú skúmané na dva účely. Prvým účelom je príprava a testovanie materiálov, ktoré môžu byť použité pre cielený, vektorový transport a následné uvoľňovanie antitrombotických liečiv. Problémom antitrombotík je ich krátky polčas rozpadu a s tým potreba užívania častých dávok pacientmi. Práve takéto podávanie antitrombotík pomocou oxidu kremičitého môže viesť k predĺženiu ich polčasu rozpadu, rovnomernému podávaniu a zníženiu terapeutických dávok. Ako nosiče budú testované mezopórovité častice oxidu kremičitého (MSNs) ale aj core@shell systémy na báze MSNs, kde jadro tvoria nanočastice zlata alebo SPION. Takéto systémy umožnia cielené podávanie a uvoľňovanie antitrombotík v reakcii na vonkajší stimul infračervené žiarenie, magnetické pole. Magnetické pole sa môže použiť na dodanie takého systému s antitrombotickým liečivom priamo do miesta trombózy.
1. M. Vallet-Regí, F. Schüth, D. Lozano, M. Colilla, M. Manzano, Engineering mesoporous silica nanoparticles for drug delivery: where are we after two decades?, Chem. Soc. Rev., 51 (2022) 5365-5451, DOI: http://dx.doi.org/10.1039/D1CS00659B. 2. M. Isroni, F. Sagita, N.T.U. Culsum, G.T.M. Kadja, Molecule gated mesoporous silica for on-command drug delivery: A review, Results in Chemistry, 6 (2023) 101053, DOI: https://doi.org/10.1016/j.rechem.2023.101053.
organická chémia (OCHd)
Stereoselektívna syntéza piperidín-obsahujúcich sfingomimetík zo sacharidových syntónov.
Stereoselektívna syntéza malej knižnice prírodných piperidín-obsahujúcich sfingomimetík a ich neprírodných analógov, označovaných niekedy aj ako alkaloidové lipidy, z dostupných chirálnych syntónov ako sú dimetyl-L- a D-tartarát, L- a D-arabinóza. Vyššie uvedené alkaloidy disponujú širokým diapazónom biologických aktivít, vrátane protirakovinovej a schopnosti inhibovať glykozidázy. Vypracovaná stratégia sa spolieha: (i) na HWE olefináciu pre elongáciu základného uhlíkového skeletu, (ii) na sigmatropné prešmyky pre implementovanie nového stereocentra s aminoskupinou, (iii) na intramolekulovú nukleofilnú substitúciu pre vytvorenie piperidínovej jednotky a (iv) na Grubbsovu skríženú metatézu olefínov pre zbudovanie bočného lipofilného reťazca v neskoršom štádiu syntézy, čo dáva tomuto prístupu možnosti pre analógovú syntézu. V prípade deoxocassinu a jeho enantioméru sa aplikuje Gareggov protokol s následnou reduktívnou dehalogenáciou. Treba zmieniť, že zámer má starostlivo vyselektovaný výber vhodných chrániacich skupín a následne aj deprotekčných protokolov. Cieľové molekuly budú podrobené ohodnoteniu ich antiproliferačnej aktivity na palete humánnych rakovinových bunkových línií. Rovnako tak sa ohodnotí aj ich cytotoxicita voči zdravým nenádorovým bunkám.
Cieľom práce je stereoselektívna totálna syntéza piperidín-obsahujúcich sfingomimetík, niekedy tiež označovaných ako alkaloidové lipidy, so schopnosťou inhibovať proliferáciu rakovinových buniek.
1. Chemické online databázy. 2. Dostupná časopisecká literatúra.
biochémia (BICHd)
Štúdium afinity biotechnologicky významných proteínov
Fungovanie živej hmoty sa nezaobíde bez vzájomných interakcií medzi makromolekulami (proteínmi, nukleovými kyselinami, lipidmi), ktoré ju tvoria. Bez nich by procesy v organizmoch, tak ako ich poznáme, neexistovali. Pritom je nevyhnutné, aby interagujúce molekuly voči sebe vykazovali istý stupeň afinity. V tejto dizertačnej práci bude študovaný spôsob interakcie a miera afinity medzi vybranými proteínmi a ich partnermi (napr. stafylokináza s plazmínom). Na sledovanie tvorby medzimolekulových asociačných komplexov budú použité techniky, ktoré využívajú javy ako povrchová plazmónová rezonancia, fluorescencia, príp. rozptyl svetla. Nadobudnuté výsledky budú môcť byť využité v postupoch, ktoré sa využívajú pri metóde riadenej evolúcie (ribozómový displej), pri izoláciách proteínov ale aj v rámci základného výskumu biomakromolekúl.
Cieľom tejto práce bude kvantifikovať silu interakcie (zistiť väzobné konštanty) medzi vybranými proteínmi, a to pomocou viacerých fyzikálno-chemických metód.
Články v odborných časopisoch
biochémia (BICHd)
Štúdium aktivity topoizomerázy I a II s novými akridínovými/ akridónovými derivátmi
Dizertačná práca je zameraná na štúdium interakcií nových derivátov akridínov/akridónov s nukleovými kyselinami. Bude sledovaný vplyv týchto nových liečiv na cieľové molekuly DNA a RNA, ktoré sú potencionálnymi inhibítormi topoizomeráz a telomeráz. Štúdium bude zamerané na sledovanie zmien v komplexoch DNA/RNA-ligand pomocou UV-Vis, fluorescenčnej spektroskopie, lineárneho a cirkulárneho dichroizmu. Určí sa spôsob interakcie ligandov s DNA/RNA. Taktiež sa bude testovať cytostatický/cytotoxický účinok na vybrané nádorové a nenádorové bunkové línie. Účinok látok na bunky bude študovaný pomocou analýzy prietokovou cytometriou a bude určený spôsob bunkovej smrti. Lokalizácia derivátov v bunkách sa bude analyzovať pomocou konfokálnej mikroskopie.
Študovať vplyv vybraných akridínových/akridónových derivátov na aktivitu topoizomerázy I a II.
Separátne výtlačky od roku 2010.
biochémia (BICHd)
Štúdium topoizomerázovej aktivity nových 3,6 disubstituovaných derivátov akridínu
V dizertačnej práci sa budeme venovať štúdiu interakcií nových 3,6 disubstituovaných derivátov akridínu s nukleovými kyselinami. U syntetizovaných zlúčenín budú sledované ich spektroskopické vlastnosti, hydrofobicita, stabilita vo vodných roztokoch a reaktivita. Ďalej bude sledovaný vplyv týchto nových liečiv na cieľové molekuly DNA a RNA, ktoré sú potencionálnymi inhibítormi topoizomeráz a telomeráz. Štúdium bude zamerané na sledovanie zmien v komplexoch DNA/RNA-ligand pomocou UV-Vis, fluorescenčnej spektroskopie, lineárneho a cirkulárneho dichroizmu. Určí sa spôsob interakcie ligandov s DNA/RNA a vypočítajú sa asociačné väzobné konštanty a počet väzobných miest. Taktiež sa bude testovať cytostatický/cytotoxický účinok na nádorové (ľudské leukemická bunková línia HL-60 a jej rezistentné sublínie, myšacia leukemická línia L1210 a iné) a nenádorové bunkové línie (ľudské lymfocyty).
Študovať interakcie vybraných 3,6-disubstituovaných derivátov akridínu s DNA pomocou spektroskopických metód: UV-Vis spektrometrie a CD spektroskopie. Stanoviť aktivitu týchto látok voči topoizomeráze typu I a II pomocou elektroforetických metód. Na základe nameraných hodnôt určiť väzbové vlastnosti daných derivátov a spôsob ich viazania sa s DNA. Študovať biologické vlastnosti týchto látok.
Separátne články 2000-2024
fyzikálna chémia (FYCHd)
Štúdium vplyvu polymérnej membrány na vlastnosti elektrochemických senzorov
Cieľom dizertačnej práce je štúdium aplikácie rôznych polymérov pri príprave elektrochemický senzorov pre detekciu bioanalytov. Štúdium rôznych vplyvov (pH, teplota, skladovacie podmienky atď.) na senzorické vlastnosti pripravených modifikovaných senzorov.
odborná časopisecká literatúra
fyzikálna chémia (FYCHd)
Štúdium vplyvu polysulfidov a aditív na životnosť a stabilitu Li-S batérií
Cieľom práce je príprava a charakterizácia katódových materiálov na báze síry a štúdium vplyvu migrácie polysulfidov na degradáciu Li-S batérií. Ďalším cieľom bude navrhnúť stratégiu úpravy katódových materiálov a separátorov za účelom zníženia mobility vznikajúcich nižších polysulfidov. Zníženie mobility nižších polysulfidov môže výrazne zlepšiť stabilitu, cyklovateľnosť a celkovú životnosť Li-S batérií.
Cieľom práce je experimentálne overiť vplyv polysulfidov na životnosť Li-S batérií.
Scopus, WoS, aktuálna literatúra dostupná online
analytická chémia (AnCHd)
Use of ionic associates of fluorescein dyes in pharmaceutical analysis
Veľký počet farmaceutických látok obsahuje základný atóm dusíka. Takéto látky môžu vytvárať iónové asociácie s aniónovými fluoresceínovými farbivami. Výsledkom tejto interakcie je objavenie sa nových pásov v absorpčnom spektre, zhášanie luminiscencie farbiva a rezonančný rozptyl svetla. Všetky tieto javy sa vo farmaceutickej analýze stále málo využívajú a doteraz bola automatizovaná iba jedna metóda. Použité reakcie sú veľmi jednoduché, rýchle a výsledná citlivosť je pre tieto farmaceutické látky jedna z najlepších.
Stanovenie aktívnych zložiek farmaceutických prípravkov alebo ich zmesí vsádzkovou spektrofotometrickou a sekvenčnou injekčnou analýzou
M. Florea, M. Ilie, Ion-pair spectrophotometry in pharmaceutical and biomedical analysis: challenges and perspectives, in: E. Sharmin, F. Zafar (Eds.), Spectroscopic Analyses – Developments and Applications, IntechOpen, London, 2017, pp. 173–191, https://doi.org/10.5772/intechopen.69778.
analytická chémia (AnCHd)
Využitie inovatívnych prístupov na analýzu vzoriek biologického pôvodu
Téma je zameraná na vývoj nových inovatívnych prístupov na analýzu vzoriek biologického a environmentálneho pôvodu. Cieľom je využiť chemikálie a postupy v súlade s požiadavkami zelenej analytickej chémie.
1. Aktuálna časopisecká literatúra
biochémia (BICHd)
Vývoj cielených kontrastujúcich nanokonjugátov na báze DNA aptamérov
Nanočastice sa často využívajú pri biozobrazovaní a transporte liečiv napríklad pri diagnostike rakoviny a jej liečbe. Ich vlastnosti sú neustále vylepšované aj vďaka modifikácii ich povrchov DNA aptamérmi, umelovytvorenými ligandmi, ktoré špecificky rozpoznávajú cieľové molekulové štruktúry. DNA aptaméry konjugované s nanočasticami sú zodpovedné za ich hromadenie sa v blízkosti miesta ich následného biologického účinku. Cieľom výskumnej práce doktoranda bude vyvinutie cielených biokonjugátov nanočastíc s aptamérmi a vytvorenie univerzálneho postupu pre efektívnu produkciu receptorových bio-nano-konjugátov, ktoré budú vhodné pre využitie pri diagnostike širokej škály molekulových cieľov.
Cieľom výskumnej práce doktoranda bude vyvinutie biokonjugátov nanočastíc s aptamérmi a vytvorenie univerzálneho postupu pre efektívnu produkciu receptorových bio-nano-konjugátov, ktoré budú vhodné pre využitie pri diagnostike širokej škály molekulových cieľov.
Vedecké publikácie
biochémia (BICHd)
Vývoj účinných geneticky kódovaných fotosenzibilizátorov na báze vybraných flavoproteínov
Geneticky kódované fotosenzibilizátory (GKF) majú na rozdiel od tradičných fotosenzibilizátorov na báze malých molekúl, používaných vo fotodynamickej terapii, kritickú výhodu v schopnosti selektívnej distribúcie do chorého tkaniva. Avšak výrazným funkčným limitom GKF v porovnaní s malými fotosenzibilizátormi je značné zníženie efektivity produkcie singletového kyslíka fotosenzibilizátora viazaného do proteínu. V tomto projekte využijeme pri vývoji efektívnych GKF nami nedávno vyvinutý dizajn zvýšenia produkcie singletového kyslíka GKF v kombinácii s vysokoúčinnou metódou analýzy efektívnych producentov singletového kyslíka na úrovni klonov. Náš prístup budeme testovať na vybraných flavoproteínoch. Tento projekt predpokladá zvládnutie viacerých biofyzikálnych, biochemických a molekulárno biologických metód.
Cieľom tohto projektu je vývoj účinných fotosenzibilizátorov z flavoproteínov, ktorých produkcia singletového kyslíka je zanedbateľná. Úspešné riešenie projektu je podmienené splnením niekoľkých špecifických cieľov: 1. Identifikácia vhodných aminokyselín vo väzobnom mieste FMN vo flavodoxíne, ktorých zámenou sa vytvorí schopnosť tvorby singletového kyslíka a purifikácia navrhnutých variantov v dostatočnej čistote pre charakterizáciu ich biofyzikálnych a biochemických vlastností. 2. Identifikácia vhodných aminokyselín vo väzobnom mieste FMN vo vybranom flavoproteíne, ktorých zámenou sa vytvorí schopnosť tvorby singletového kyslíka a purifikácia navrhnutých variantov v dostatočnej čistote pre charakterizáciu ich biofyzikálnych a biochemických vlastností. 3. Na základe získaných skúseností, vývoj všeobecnej experimentálnej metódy na vývoj efektívnych fotosenzibilizátorov na báze flavoproteínov.
Separátne články odborných časopisov.
biochémia (BICHd)
Zavedenie pokročilých techník pre produkciu proteínov v hmyzích bunkách
Produkcia eukaryotických proteínov v baktériálnych expresných systémoch je náročná v dôsledku niekoľkých faktorov – nízka solubilita a výťažok proteínov, absencia posttranslačných modifikácií a limitácie v produkcii membránových proteínov. Expresné systémy hmyzích buniek sú veľmi dobrou alternatívou a ponúkajú spoľahlivú produkciu proteínov s jednoduchou glykozyláciou, posttranslačnými modifikáciami a sú dobré škálovateľné. Práca je zameraná na zavedenie metodiky produkcie proteínov v hmyzích bunkách – prípravu a optimalizáciu expresného systému pre produkciu vybraných modelových proteínov. Vlastnosti proteínových preparátov budú v nadväzujúcich krokoch charakterizované pomocou biofyzikálnych metód.
• Príprava rekombinantných bakulovírusových vektorov pre expresiu vybraných proteínov • Transfekcia Sf9 hmyzích buniek, expresia proteínov v malej škále a kvantifikácia expresie pomocou western blotu • Optimalizácia expresie a „upscaling“ produkcie proteínov • Chromatografická purifikácia proteínov a optimalizácia purifikačného postupu • Charakterizácia biofyzikálnych vlastností pripravených proteínov pomocou cirkulárneho dichroizmu a kalorimetrie
1. Insect cells-baculovirus system for the production of difficult to express proteins (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25447865/) 2. Efficient production of a functional G protein-coupled receptor in E. coli for structural studies (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33501610/) 3. GPCR expression using baculovirus-infected Sf9 cells (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19513645/) 4. Sf9 cells: a versatile model system to investigate the pharmacological properties of G protein-coupled receptors (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20705094/) 5. Baculovirus-mediated expression of GPCRs in insect cells (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25857783/) 6. Expression and purification of recombinant G protein-coupled receptors: A review (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31678667/)
fyzikálna chémia (FYCHd)
Zostavenie a charakterizácia redoxných prietokových batérií s použitím rôznych elektrolytov na vodnej báze
Cieľom práce je zostavenie/zloženie rôznych typov redoxných prietokových batérií a ich charakterizácia s použitím anorganických a organických vodných elektrolytov. Cieľom budem aj elektrochemická charakterizácia jednotlivých komponentov batérie a ich kompatibilita a potom otestovanie celkovej účinnosti, výkonnosti a cyklovateľnosti nových typov redoxných prietokových batérií.
Cieľom práce je experimentálne overiť typy a vlastnosti rôznych elektrolytov na vodnej báze pre redoxné prietokové batérie.
Scopus, WoS, aktuálna literatúra dostupná online