fyzikálna chémia (FYCHd)
Aplikácia metalo-organických sietí (MOFs) pri vývoji elektrochemických senzorov na detekciu bioanalytov
Dizertačná práca sa zaoberá vývojom neenzymatických elektrochemických senzorov na detekciu bioanalytov, pričom ich povrch bude modifikovaný rôznymi typmi metalo-organických sietí (MOFs). Metalo-organické siete predstavujú perspektívne hybridné materiály s vysokou pórovitosťou, veľkým aktívnym povrchom a vhodnými chemickými vlastnosťami, čo ich predurčuje na využitie v oblasti senzoriky. Cieľom práce je charakterizácia vybraných MOFs, optimalizácia ich nanášania na elektródový povrch a štúdium ich vplyvu na senzorické vlastnosti. Práca sa zameriava na štúdium vplyvu MOFs na citlivosť, selektivitu a stabilitu senzora pri detekcii vybraných bioanalytov. Práca zahŕňa použitie elektrochemických metód, ako sú cyklická voltampérometria, impedančná spektroskopia a diferenčná pulzná voltampérometria.
Cieľom práce je vývoj elektrochemického senzora modifikovaného metalo organickými sieťami pre detekciu biooanalytov.
Odborná časopisecká literatúra
RNDr. Ivana Šišoláková, PhD., univerzitná docentka
doc. RNDr. Miroslav Almáši, PhD.
biochémia (BICHd)
Biologická funkcia nových proflavínových derivátov
V dizertačnej práci sa budeme venovať štúdiu interakcií nových proflavínových derivátov 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 proflavínových 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.
Sabolová D., Kožurková, M.: Proflavine/acriflavine derivatives with versatile biological activities. J. Appl. Tox., 2020, 40, 64 – 71. Gatashed M. K. et al.: Proflavine an acridine DNA intercalating agent and strong antimicrobial possessing potential properties of carcinogen. Karbala International Journal of Modern Science. 2017, 3, 272 – 278.
prof. RNDr. Mária Kožurková, CSc.
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
doc. RNDr. Juraj Kuchár, PhD.
biochémia (BICHd)
Imobilizácia enzýmov na syntetickej polymérnej matrici
Imobilizácia enzýmov predstavuje jedinečný biotechnologický prístup, ktorý spočíva vo fixácii enzýmov na pevný nosič. Týmto procesom sa enzýmy viažu na inertný materiál, ako sú polyméry alebo gély, čím sa získavajú pevne ukotvené biokatalyzátory. Táto technológia prináša množstvo výhod, ktoré významne ovplyvňujú viaceré oblasti priemyslu a výskumu. Metódy imobilizácie enzýmov majú veľký potenciál pre ďalší rozvoj v rôznych oblastiach. Imobilizované enzýmy zohrávajú dôležitú úlohu v odvetviach ako napr. potravinárstvo, biotechnológia, medicína, čistenie odpadových vôd. Predmetom tejto dizertačnej práce bude štúdium a vývoj nových postupov pri imobilizácii vybraných enzýmov na syntetické povrchy (polyakrylamid, modifikovaný polyakrylamid). Na tento účel budú využívané metódy ako gélová elektroforéza, UV-Vis absorpčná spektrofotometria, fluorescenčná spektrofotometria, povrchová plazmónová rezonancia. Jedným z cieľov práce bude pochopenie mechanizmov, ktoré ovplyvňujú väzbu enzýmu na nosič a jeho následnú aktivitu. Očakávaným prínosom bude nájdenie optimálnych spôsobov, ako viazať enzýmy na konkrétny polymér s cieľom dosiahnuť maximálnu aktivitu a stabilitu.
Cieľom tejto dizertačnej práce bude vývoj nových postupov pri imobilizácii vybraných enzýmov na syntetické povrchy (polyakrylamid, modifikovaný polyakrylamid) a štúdium enzýmovej aktivity po imobilizácii.
Články v odborných časopisoch
doc. RNDr. Rastislav Varhač, PhD.
fyzikálna chémia (FYCHd)
Inovatívne prístupy vývoja povlakov na zlepšenie vlastností biodegradovateľných kovových implantátov v biomedicínskych aplikáciách
Cieľom dizertačnej práce je zlepšenie 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 práce 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 vedecká literatúra a internet.
prof. RNDr. Renáta Oriňaková, DrSc.
RNDr. Radka Gorejová, PhD.
fyzikálna chémia (FYCHd)
Katalyzátory na báze vysoko-entropických fosfidov pre elektrochemický rozklad vody
Cieľom dizertačnej práce je príprava bifunkčných katalyzátorov na báze vysoko-entropických fosfidov, 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 fosfidov pre vysoko účinný elektrochemický rozklad vody.
Odborná vedecká literatúra a internet.
prof. RNDr. Renáta Oriňaková, DrSc.
MSc. Miratul Alifah
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-tetraazacyklotetradekánu (cyclam) a 1,4,7-triazacyklononánu (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. 3. Cielená syntéza vedúca k nízkorozmerným zlúčeninám Cu(II)/Mn(II) s derivátmi ligandu cyclam. 4. Chemická, spektroskopická a štruktúrna charakterizáciia pripravených komplexov. 5. Štúdium magnetických vlastností vybraných komplexov. 6. 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
doc. RNDr. Juraj Kuchár, PhD.
anorganická chémia (ACHdAj); anorganická chémia (ACHdAj)
Nanopórovité materiály pre udržateľné technológie
Dizertačná práca a jej téma je integrálnou súčasťou niekoľkoročného výskumu realizovaného na PF UPJŠ v Košiciach, zameraného na prípravu nových typov funkčných materiálov, ktoré sú/budú odpoveďou na spoločnosťou vyvolané výzvy. Mohutnosť nanopórovitých materiálov spočíva v ich jedinečných vlastnostiach, ako je obrovský špecifický povrch, laditeľná veľkosť pórov, vysoká adsorpčná kapacita a ľahká povrchová modifikácia pre konkrétne účely a aplikácie. Obsahom práce dizertanta bude teda syntéza, charakterizácia a štúdium vlastností nových typov nanopórovitých materiálov ako aj následná modifikácia ich vlastností tak, aby preukázali potenciál a boli výzvou pre aplikácie v oblasti zachytávania a skladovania plynov technologického významu (napr. CO2, H2) ale po vhodnej modifikácii aj pre ich použitie ako nosičov v procese dodávania liečiv na špecifické miesta v tele, t.j. kontrolované a cielené dodávanie. Okrem chemickej syntézy si realizácia témy vyžaduje znalosť základných fyzikálnochemických techník využívaných v anorganickej chémii, chémii tuhej fázy a materiálovom výskume.
1.) Spracovať literárne údaje o syntéze a vlastnostiach usporiadaných nanopórovitých materiálov (silika, MOF, ZIF...), o možnostiach ich modifikácie a ich potenciálnom použití v rôznych oblastiach, s dôrazom na adsorpciu plynov alebo ako nosičov liečiv. 2.) Pripraviť vzorky usporiadaných nanopórovitých materiálov a charakterizovať ich pomocou relevantných fyzikálnochemických metód. 3.) Pripravené vzorky modifikovať chemickými metódami a posúdiť ich vplyv modifikácie na sorpciu plynov alebo uvoľňovanie liečiv. 4.) Porovnať potenciál jednotlivých druhov pripravených a študovaných materiálov (silika, MOF, ZIF...) na jednotlivé aplikácie.
1. V. Zeleňák, M. Skřinská, A. Zukal, J. Čejka, Carbon dioxide adsorption over amine modified silica: Effect of amine basicity and entropy factor on isosteric heats of adsorption, Chemical Engineering Journal 348 (2018)327-337. 2. V. Zeleňák, D. Halamová, M. Almáši, L. Žid, A. Zeleňáková, O. Kapusta, Ordered cubic nanoporous silica support MCM-48 for delivery of poorly soluble drug indomethacin, Applied Surface Science 443 (2018) 525-534. 3. 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.
prof. RNDr. Vladimír Zeleňák, DrSc.
anorganická chémia (ACHd); anorganická chémia (ACHd)
Nanopórovité materiály pre udržateľné technológie
Dizertačná práca a jej téma je integrálnou súčasťou niekoľkoročného výskumu realizovaného na PF UPJŠ v Košiciach, zameraného na prípravu nových typov funkčných materiálov, ktoré sú/budú odpoveďou na spoločnosťou vyvolané výzvy. Mohutnosť nanopórovitých materiálov spočíva v ich jedinečných vlastnostiach, ako je obrovský špecifický povrch, laditeľná veľkosť pórov, vysoká adsorpčná kapacita a ľahká povrchová modifikácia pre konkrétne účely a aplikácie. Obsahom práce dizertanta bude teda syntéza, charakterizácia a štúdium vlastností nových typov nanopórovitých materiálov ako aj následná modifikácia ich vlastností tak, aby preukázali potenciál a boli výzvou pre aplikácie v oblasti zachytávania a skladovania plynov technologického významu (napr. CO2, H2) ale po vhodnej modifikácii aj pre ich použitie ako nosičov v procese dodávania liečiv na špecifické miesta v tele, t.j. kontrolované a cielené dodávanie. Okrem chemickej syntézy si realizácia témy vyžaduje znalosť základných fyzikálnochemických techník využívaných v anorganickej chémii, chémii tuhej fázy a materiálovom výskume.
1.) Spracovať literárne údaje o syntéze a vlastnostiach usporiadaných nanopórovitých materiálov (silika, MOF, ZIF...), o možnostiach ich modifikácie a ich potenciálnom použití v rôznych oblastiach, s dôrazom na adsorpciu plynov alebo ako nosičov liečiv. 2.) Pripraviť vzorky usporiadaných nanopórovitých materiálov a charakterizovať ich pomocou relevantných fyzikálnochemických metód. 3.) Pripravené vzorky modifikovať chemickými metódami a posúdiť ich vplyv modifikácie na sorpciu plynov alebo uvoľňovanie liečiv. 4.) Porovnať potenciál jednotlivých druhov pripravených a študovaných materiálov (silika, MOF, ZIF...) na jednotlivé aplikácie.
1. V. Zeleňák, M. Skřinská, A. Zukal, J. Čejka, Carbon dioxide adsorption over amine modified silica: Effect of amine basicity and entropy factor on isosteric heats of adsorption, Chemical Engineering Journal 348 (2018)327-337. 2. V. Zeleňák, D. Halamová, M. Almáši, L. Žid, A. Zeleňáková, O. Kapusta, Ordered cubic nanoporous silica support MCM-48 for delivery of poorly soluble drug indomethacin, Applied Surface Science 443 (2018) 525-534. 3. 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.
prof. RNDr. Vladimír Zeleňák, DrSc.
biochémia (BICHd)
Štúdium interakcií novosyntetizovaných nízkomolekulových ligandov s deoxyribonukleovou kyselinou a albumínom (HSA resp. BSA)
Spektroskopicky 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.
Pomocou Uv-Vis a fluorescenčných spektrofotometrických metód určiť spôsob viazania a vplyv nových nízkomolekulových ligandov na DNA z teľacieho týmusu ako aj na albumín.
karentované vedecké publikácie
RNDr. Danica Sabolová, PhD., univerzitná docentka
biochémia (BICHd)
Štúdium interakcií nových antrachinónových derivátov s vybranými proteínmi
Táto práca bude zameraná na štúdium interakcií malých molekúl – antrachinónových derivátov, ktoré môžu ovplyvniť štruktúru niektorých proteínov a na vývoj nových molekúl, ktoré budú cielene pôsobiť na štruktúry týchto biopolymérov. U syntetizovaných zlúčenín budú sledované ich spektroskopické vlastnosti, stabilita vo vodných roztokoch a reaktivita. Bude skúmaný vplyv týchto látok na ľudský a hovädzí sérový albumín. Určí sa spôsob interakcie ligandov s proteínmi a vypočítajú sa väzobné konštanty. 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) a tiež ich antibakteriálny a antioxidačný účinok.
U syntetizovaných zlúčenín budú sledované ich spektroskopické vlastnosti, stabilita vo vodných roztokoch a reaktivita. Bude skúmaný vplyv týchto látok na ľudský a hovädzí sérový albumín. Určí sa spôsob interakcie ligandov s proteínmi a vypočítajú sa väzobné konštanty. 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) a tiež ich antibakteriálny a antioxidačný účinok.
Malik E. M. et al., Journey of anthraquinones as anticancer agents – a systematic review of recent literature. RSC Adv. 2021, 11(57), 35806–35827. Malik, E. M., Muller, C.E.: Anthraquinones As Pharmacological Tools and Drugs. Med Res Rev. 2016, 36(4), 705-48.
prof. RNDr. Mária Kožurková, CSc.
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
doc. RNDr. Andrea Straková Fedorková, PhD.
biochémia (BICHd)
Výskyt nekanonických štruktúrnych motívov v genómoch cicavcov
: Výskyt a lokalizácia nekanonických štruktúrnych motívov v genómoch, 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 často 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. Hlavným cieľom bude definovať podmienky vzniku nekanonických štruktúr v určitých chromozomálnych lokusoch , ich stabilizácia pomocou špecifických ligandov a možné dopady na viabilitu buniek.
Hlavným cieľom je definovanie podmienok vzniku nekanonických štruktúr v určitých chromozomálnych lokusoch, ich charakterizácia a stabilizácia pomocou špecifických ligandov ako aj možné dopady na viabilitu buniek.
Vedecké publikácie
doc. RNDr. Viktor Víglaský, PhD.
biochémia (BICHd)
Využitie metód evolúcie proteínov pri modifikácii vlastností proteínov a enzýmov
Metódy riadenej evolúcie proteínov ponúkajú efektívny spôsob zmeny vlastnosti proteínov na lokálnej ako aj globálnej úrovni. Ambíciou tohto projektu je zmena lokálnych vlastností enzýmov ako špecificita, afinita a katalytické vlastnosti a zmena globálnych vlastností ako je rozpustnosť proteínu. Objektom tohto projektu budú vybrané enzýmy z rodiny haloalkánových dehalogenáz (HLDs) a -opioid receptor, integrálny proteín z rodiny G-proteín spojených receptorov (GPCR). HLDs sú mikrobiálne enzýmy, ktoré katalyzujú rozštiepenie väzby uhlík-halogén a podieľajú sa na premene toxických halogénovaných uhľovodíkov na menej toxické zlúčeniny – alkoholy. Tieto enzýmy majú preto veľký potenciál pri bioremediácii toxických environmentálnych polutantov, dekontaminácii chemických bojových látok, biomonitoringu znečisťujúcich látok v prostredí a vďaka špecifickej reakcii aj pri značení proteínov pri bunkovom zobrazovaní. GPCR sú receptory nachádzajúce sa na povrchu buniek, sprostredkúvajú odpovede na mnohé endogénne signálne molekuly ako aj na exogénne signály. GPCR patria do centra záujmu farmaceutického priemyslu, keďže viac ako 50% liečiv používaných v súčasnosti pôsobí na GPCR. Zlepšenie uvedených špecifických vlasností týchto proteínov by výrazne napomohlo pochopenie funkcionality týchto proteínov a ich praktickému využitiu. Tento projekt predpokladá zvládnutie viacerých biofyzikálnych, biochemických a molekulárno biologických metód.
• Využitie metód riadenej evolúcie pre vývoj efektívnych HLDs. • Vývoj vysoko-účinných metód detekcie HLDs aktivity. • Evolúcia vo vode rozpustného GPCR variantu.
Goverde et al. (2024) Computational design of soluble and functional membrane protein analogues. Nature. 2024 Jul;631(8020):449-458. doi: 10.1038/s41586-024-07601-y.
prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc.
Mgr. Mária Tomková, PhD.
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 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.
Vedecke publikácie
doc. RNDr. Viktor Víglaský, PhD.
fyzikálna chémia (FYCHd)
Vývoj kovových implantátov pre použitie v regeneratívnej medicíne
Cieľom dizertačnej práce je vývoj a štúdium kovových opôr pre použitie v medicíne pri dočasnej náhrade tvrdých tkanív. Dôraz bude kladený na výber vhodnej metódy výroby kovových opôr a štúdium fyzikálno-chemických, biologických a mechanických vlastností pripravených kovových materiálov. Ďalším je cieľom prác preštudovať možnosti modifikácie povrchu pripravených kovových biomateriálov bioaktívnymi zložkami (keramickými, polymérnymi, a i.) s terapeutickým účinkom a študovať mechanizmus a kinetiku ich uvoľňovania.
Odborná časopisecká literatúra a internet.
prof. RNDr. Renáta Oriňaková, DrSc.
RNDr. Radka Gorejová, PhD.
anorganická chémia (ACHd); anorganická chémia (ACHd)
Vývoj liečiv na báze koordinačných zlúčenín proti rezistentným patogénom
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 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 v spolupráci s partnerskými pracoviskami doma a v zahraničí. Nadobudnuté poznatky o štruktúre, ďalších fyzikálno-chemických a biologických vlastnostiach umožnia ich vzájomnú koreláciu a prípadnú štruktúrnu 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.
Časopisecká a knižná rešerš
prof. RNDr. Zuzana Vargová, Ph.D.
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 omocou western blotu • Optimalizácia expresie a „upscaling“ produkcie proteínov • Chromatografická purifikácia proteínov a optimalizácia purifikačného postupu • Charakterizácia biofyzikálych vlastností pripravených proteínov pomocou cirkulárneho dichroizmu a kalorimetrie
Insect cells-baculovirus system for the production of difficult to express proteins (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25447865/) Efficient production of a functional G protein-coupled receptor in E. coli for structural studies (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33501610/) GPCR expression using baculovirus-infected Sf9 cells (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19513645/) Sf9 cells: a versatile model system to investigate the pharmacological properties of G protein-coupled receptors (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20705094/) Baculovirus-mediated expression of GPCRs in insect cells (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25857783/) Expression and purification of recombinant G protein-coupled receptors: A review (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31678667/)
prof. RNDr. Erik Sedlák, DrSc.
Mgr. Ľuboš Ambro, PhD.
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
doc. RNDr. Andrea Straková Fedorková, PhD.