Počkejte prosím chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFPBT  → Studium → Doktorské studium → Temata disertacnich praci
iduzel: 25159
idvazba: 31857
šablona: stranka
čas: 17.8.2019 15:02:08
verze: 4590
uzivatel:
remoteAPIs: https://cis-web-test.vscht.cz/redirect/
branch: trunk
Obnovit | RAW

Témata disertačních prací pro rok 2019/2020

Biochemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Biologická aktivita a složení vietnamských medů pocházejících z rostlinných monokultur

Ruml Tomáš, prof. Ing. CSc. ( r...@vscht.cz)
Bude analyzováno složení a vybrané biologické aktivity medů produkovaných včelami z kávovníkových a čajovníkových monokultur. Výsledky budou porovnány s analýzou odpovídajících květů.

Enzymy metabolizující fosfolipidy jako komponenty imunitní odpovědi rostlin

Valentová Olga, prof. RNDr. CSc. ( val...@vscht.cz)
Junková Petra, Ing. Ph.D. ( jun...@vscht.cz)
Rostliny disponují velmi komplexními obrannými mechanismy, které jim umožňují překonat napadení patogenními mikroorganismy. Tyto procesy jsou hormonálně regulovány, jedním z významných hráčů je kyselina salicylová. Téma disertace je zaměřeno na studium úlohy enzymů metabolizujících fosfolipidy v signální dráze kyseliny salicylové. Bude využit především proteomický přístup k hledání interakčních partnerů těchto enzymů nebo proteinů interagujících s produkty reakcí katalyzovaných těmito enzymy.

Membránový proteom bakterií rodu Cronobacter

Karamonová Ludmila, Ing. Ph.D. ( Lud...@vscht.cz)
Bakterie rodu Cronobacter jsou oportunní patogeny způsobující vzácné, ale nebezpečné infekce zasahující převážně jedince s oslabeným imunitním systémem a novorozence. Ačkoli jsou podle WHO všechny druhy tohoto rodu považovány za patogenní, zástupci určitých druhů (C. sakazakii, C. malonaticusC. turicensis) mezi původci těchto onemocnění převažují. O mechanismu vzniku infekce toho není mnoho známo. Jelikož se do procesu patogeneze zapojují převážně proteiny, které jsou součástí bakteriální membrány, je pozornost upírána hlavně tímto směrem. Cílem této práce bude zmapovat membránový proteom zástupců jednotlivých druhů bakterií rodu Cronobacter s vyhledáváním mezidruhových rozdílů. Návazné sledování imunogenity vybraných proteinů by mohlo přispět k budoucímu vývoji specifických imunochemických metod schopných detekce těchto nebezpečných patogenů.

Nové přístupy ke studiu kostních tkání na molekulární úrovni

Hynek Radovan, prof. Dr. Ing. ( hyn...@vscht.cz)
Studium kostních tkání na molekulární úrovní má řadu úskalí vyplývajících zejména ze skutečnosti, že proteiny jsou obsaženy v nerozpustné matrici.
Cílem dizertační práce je najít nové přístupy, které by umožnily metodický posun v této oblasti.

Sledování degradačních změn v proteinových materiálech pomocí hmotnostní spektrometrie

Kučková Štěpánka, doc. Mgr. Ing. Ph.D. ( kuc...@vscht.cz)
V uměleckých objektech jsou často přítomny proteinové materiály, např. ve formě pojiv barevných vrstev obrazů či aditiv v historických budovách, nebo jsou samy tvořeny proteinovými materiály (např. pergameny). Během stárnutí tyto materiály degradují a tím vznikají poškození, která snižují kvalitu uměleckých děl. Nebo jsou tyto změny naopak uměle vyvolávány, aby mohlo dojít k vytvoření dojmu, že namísto nově vytvořeného díla se jedná o objekt mnohem starší a tím obvykle i cennější.
Cílem této práce je pomocí hmotnostní spektrometrie zjistit k jakým změnám dochází během přirozeného a uměle vytvořenými podmínkami urychleného stárnutí na molekulární úrovni. Toto zjištění by mohlo přispět k odhalování padělků anebo napomoci s výběrem vhodných podmínek pro dlouhodobou depozici uměleckých objektů.

Studium biologických vlastností nových psychoaktivních látek

Lipovová Petra, doc. Ing. Ph.D. ( kar...@vscht.cz)
Lipov Jan, Ing. Ph.D. ( lip...@vscht.cz)
V posledních letech se obrací pozornost na využití klasických i nových psychoaktivních látek (NPS) v medicíně, hlavně v psychiatrii. Ukazuje se, že jejich potenciál by mohl být využit k léčbě depresí, posttraumatické stresové poruchy či sociálních fobií. Tyto psychoaktivní látky ovlivňují především serotonergní a katecholaminergní (dopaminergní, noradrenergní) systém. Jedním z cílů psychoaktivních látek je monoaminooxidasa, což je enzym metabolismu exogenních aminů a reguluje hladinu neurotransmiterů, jako jsou dopamin, serotonin a noradrenalin. Selektivní inhibitory dvou známých isoforem tohoto enzymu (MAO-A a MAO-B) jsou používány pro léčbu depresí a Alzheimerovy či Parkinsonovy choroby. Dalšími cíli pro terapeutické využití NPS jsou serotoninové a dopaminové receptory, přenašeče těchto neurotransmiterů a vesikulární přenašeče. Cílem této práce bude příprava stabilní buněčné linie produkující neurotransmiterové receptory např. podtypy receptorů 5-HT2, 5-HT1 a receptory rodiny D1 a D2. Dalším cílem bude sledování vlivu NPS na aktivitu MAO-A a MAO-B a také sledování interakcí mezi NSP a přenašeči neurotransmiterů, které se podílejí na zpětném vychytávání neurotransmiterů. Tato práce bude uskutečňována ve spolupráci s Národním ústavem duševního zdraví a je finančně podporovaná z grantových prostředků.

Testování nových látek s potenciálem modulace resistence u mnohočetně-lékově rezistentních kmenů

Macek Tomáš, prof. Ing. CSc. ( tom...@vscht.cz)
Viktorová Jitka, Ing. Ph.D. ( pro...@vscht.cz)
Knihovna látek - izolovaných z přírodních zdrojů nebo syntetizovaných de novo s potenciálem inhibovat mnohočetnou lékovou rezistenci, bude testována na rezistentních kmenech zahrnujících jak bakteriální, tak nádorové buněčné modely. Speciální pozornost bude věnována inhibici transmembránových přenašečů sloužících k mezibuněčné komunikaci (quorum sensing), jejichž aktivace vede k expresi virulentních faktorů či tvorbě biofilmů a přenašečů sloužících jako efluxní pumpy léčiv (např. methicillin, doxorubicin). Cílem této práce je příprava databáze látek modulujících aktivitu transmembránových přenašečů zodpovědných za mnohočetnou lékovou rezistenci nádorových buněk a bakteriálních kmenů. Tyto látky pak mohou být přímo využity ve farmaceutickém nebo dermokosmetickém průmyslu či mohou sloužit jako templáty pro molekulární modelování a cílený design modulátorů.

Analýza genové exprese na úrovni jednotlivých buněk

Kubista Mikael, prof. Dr. Ph.D. ( Mik...@ibt.cas.cz)
Valihrach Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@ibt.cas.cz)
Analýza jednotlivých buněk je atraktivním a náročným oborem moderní molekulární biologie a medicíny, jejíž hlavním cílem je studium biologických otázek s jednobuněčným rozlišením. Tento přístup pomáhá charakterizovat heterogenitu buněk a popsat komplexní odezvu organismu na různé fyziologické a patofyziologické podněty. Reverzní transkripce PCR (RT-qPCR) a RNA sekvenování (RNA-seq) jsou nejčastěji používané technologie pro analýzu jednotlivých buněk. Ačkoli obě technologie jsou již běžnými nástroji pro analýzu genové exprese, jejich aplikace na úrovni jenotlivých buněk je stále náročná. Cílem disertační práce práce bude zavést a experimentálně validovat efektivní protokol pro analýzu jednotlivých buněk pomocí techniky RT-qPCR a RNA-Seq zahrnující laboratorní část a analýzu dat. Faktory ovlivňující účinnost každého kroku budou pečlivě monitorovány a posouzen jejich vliv na výsledek experimentu. Protokol analýzy jednotlivých buněk bude aplikován v oblasti neurobiologie, zejména ke studiu vlivu různých poranění mozku a neurodegenerativních onemocnění na funkci gliových buněk. Výsledky této práce zlepší současné porozumění biologie gliových buněk a zvýší reprodukovatelnost a účinnost studií využívající analýzu jednotlivých buněk.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Aryl-sulfotransferasy a jejich využití v přípravě sulfatovaných metabolitů

Bojarova Pavla, RNDr. Ph.D. ( boj...@biomed.cas.cz)
Petrásková Lucie, Ing. Ph.D. ( pet...@biomed.cas.cz)
Flavonoidy jsou významnou složkou lidské stravy a jejich sulfatace hraje v lidském těle významnou roli pro jejich farmakokinetiku a biologickou aktivitu. V rámci tohoto tématu bude připravena knihovna sulfatovaných flavonoidů pomocí enzymatické sulfatace za katalýzy rekombinantní aryl-sulfotransferasou z Desulfitobacterium hafniense. Dále budou heterologně exprimovány, připraveny a charakterizovány nové aryl-sulfotransferasy z různých zdrojů a bude zkoumán jejich syntetický potenciál. Sulfatované produkty budou analyzovány pomocí LCMS, izolovány a charakterizovány NMR a HRMS. Cílem práce je vytvořit soubor nových aryl-sulfotransferas se syntetickým potenciálem a knihovnu definovaných sulfatovaných metabolitů flavonolignanů. Součástí práce je i získání krystalové struktury vybrané aryl-sulfotransferasy.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Evoluce komunikačního systému u hmyzu

Pichová Iva, Ing. CSc. ( iva...@uochb.cas.cz)
Hmyz využívá pro páření specifickou směs chemikálií nazývanou feromon. Složení feromonu proto hraje důležitou roli v evoluci hmyzích druhů. Častou složkou feromonu jsou různé druhy mastných kyselin, na jejichž biosyntéze se podílí řada enzymů, jako např. desaturasy mastných kyselin, reduktázy mastných kyselin a další enzymy. Plánovaný projekt bude zaměřen na identifikaci parametrů jak genetických, tak strukturních, které vedou ke změnám v feromonu a ke vzniku nových druhů hmyzů. V práci bude využita analýza transkriptomů feromonových žláz různých druhů hmyzu, dále funkční charakterizace enzymů a jejich mutantů a identifikace produktů pomocí GC-MS.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Fyziologická úloha kation/proton antiportních systémů v homeostáze monovalentních kationtů v eukaryotních buňkách

Sychrová Hana, RNDr. DrSc. ( syc...@kav.cas.cz)
Zimmermannová Olga, Ing. Ph.D. ( Olg...@fgu.cas.cz)
Regulace vnitrobuněčné koncentrace iontů je zásadní pro všechny živé buňky. Optimální vnitrobuněčné koncentrace kationtů jsou zajišťovány koordinovanou činností různých transportérů, a pokud je jejich činnost a tím i homeostáze kationtů narušena, projeví se to v celé řadě patologických stavů. Mezi transportéry kationtů, jež přispívají k udržování optimální hladiny kationtů alkalických kovů a protonů (pH) v buňkách většiny organismů, patří antiportery kation/H+ (rodina CPA/SLC9). Doktorské studium se bude týkat charakterizace antiporterů kation/H+ z kvasinek a savců s cílem (i) určit nové strukturní a funkční elementy v těchto proteinech, (ii) identifikovat nové typy regulace jejich aktivity a (iii) identifikovat dosud neznámé proteiny, jež se podílí na regulaci jejich biogeneze a degradace. Získané poznatky významně přispějí k objasnění regulace homeostáze kationtů v jednobuněčném modelovém eukaryotním organismu a poslouží k identifikaci odpovídajících regulačních mechanismů ve vyšších eukaryotech.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Geneticky modifikované glykosidasy pro syntézu bioaktivních sacharidů

Bojarova Pavla, RNDr. Ph.D. ( boj...@biomed.cas.cz)
Glykosidasy (EC 3.2.1-) jsou hydrolytické enzymy s dobrou stabilitou, širokou substrátovou specifitou a vysokou regioselektivitou. Mnohé glykosidasy vykazují při vhodném reakčním uspořádání syntetické schopnosti v tzv. transglykosylačních reakcích, které mohou být výtěžností srovnatelné s glykosyltransferasami. Heterologní exprese vybraných synteticky zajímavých glykosidas ve vhodných systémech (zvl. E. coli nebo P. pastoris) umožňuje získat ve vysokém výtěžku enzymy bez vedlejších aktivit vhodné pro syntetické aplikace. Cílená mutageneze na základě molekulárního modelování, kombinovaná v případě potřeby s řízenou evolucí, vede k enzymům se zlepšenou syntetickou schopností a/ nebo se změněnými katalytickými vlastnostmi pro přípravu bioaktivních funkcionalizovaných oligosacharidů.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Identifikace biologických funkcí orthologů glutamátkarboxypeptidasy II (GCPII) v bazálních organizmech

Bařinka Cyril, RNDr. Ph.D.
Glutamátkarboxypeptidasa II (GCPII) je membránová metaloproteáza, která je využívána v experimentální terapii neurologických poruch a v klinické praxi jako marker rakoviny prostaty. Přestože je tento enzym exprimován téměř ve všech eukaryotních organismech, jeho funkce zde není známa. Projekt je zaměřen na strukturní a funkční charakterizaci rekombinantních orthologů GCPII z několika modelových organizmů včetně C.elegans, F.hepatica, D.rerio, A.thaliana, S.mansoni a kvasinek. Použitá metodologie zahrbuje klonování, mutagenezi, heterologní expresi proteinů v různých systémech (E.coli, K.lactis, hmyzí a savčí buňky), purifikaci rekombinantních proteinů a jejich charakterizaci pomocí enzymatických stanovení (testování knihoven proteasových substrátů), inhibičních studií a biofyzikálních metod včetně rentgenostrukturní analýzy. Předpokládáme, že identifikace fyziologických funkcí orthologů GCPII v bazálních organizmech nám umožní odhalit neznámé funkce tohoto enzymu i u vyšších organizmů, a to včetně člověka.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Jak viry pouzivaji lidske proteiny pro svoji replikaci

Bouřa Evžen, Mgr. et mgr. Ph.D. ( evz...@uochb.cas.cz)
Viry jsou malé organismy, které často ani nejsou pokládány za živé, protože se mohou rozmnožovat pouze uvnitř hostitelské buňky. K tomu ovšem potřebují ovládnout celý biochemický aparát hostitelské buňky a přeprogramovat ho k účelům virové replikace. Například skupina malých neobalených RNA virů (Picornaviridae) používá svůj malý nestrukturní 3A protein, aby aktivovaly lipid kinázu PI4KB, což vede k remodelaci membrán Golgiho aparátu nebo endoplazmatického retikula na tzv. virovou replikační platformu. Metody strukturní biologie (X-ray krystalografie, úzký rozptyl paprsků X a proteinové NMR) a rozličné biofyzikální metody (fluorescence, rekonstituce v lipozómech, analytická ultracentrifugace) v kombinaci s konfokální mikroskopií budou použity k pochopení a porozumění virové replikace na povrchu membrán a následně k rekonstituci virové replikace in vitro. (http://www.uochb.cz/infochem/boura)
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Katepsinové proteasy v biomedicíně.

Mareš Michael, RNDr. CSc. ( mic...@uochb.cas.cz)
Projekt je zaměřen na proteolytické enzymy katepsinového typu, které se významně podílejí na patologiích a představují cílové molekuly pro terapii. Studovány budou katepsiny člověka a jeho patogenů a parazitů. Cílem projektu je analýza struktury a funkce katepsinů a vývoj nových inhibičních molekul pro jejich regulaci. Téma na rozhraní biochemie a molekulární biologie využívá zejména následující metodické přístupy: funkční proteomiku a chemickou genomiku, rekombinantní expresi proteinů, enzymologii, proteinovou krystalografii a molekulární modelování. Práce bude vypracována na Ústavu organické chemie a biochemie, Akademie věd ČR (www.uochb.cz/web/structure/186.html).
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Koevoluce proteinových domén

Vondrášek Jiří, RNDr. CSc. ( jir...@uochb.cas.cz)
Proteinové domény jsou zakladními funkčními elementy, které zaujímají svoji prostorovou strukturu nezávisle na svém okolí. Strukturní a funkční nezávislost proteinových domén se odrazí v modulární stavbě multidomenových proteinů. V navrhovaném projektu budeme zkoumat propojení mezi evolucí aminokyselinových sekvencí domen vyskytujících se v multi-doménovém kontextu s cílem zjistit, zdali se jejich složení a struktura vyvíjí nezávisle nebo ve vzájemně koordinovaném režimu. V naší seminální práci na toto téma jsme použili kontinualní informatické míry pro zjištění stupně koordinace mezi doménami v multidoménových proteinových molekulách napříč evolučním stromem. Výsledky ukazují, že všechny zkoumané multidoménove proteiny, respektive jejich domény se vyvíjejí ve vzájemné koordinaci, pokud jde o jejich aminokyselinové složení. Výzvou tak zůstává určit stupeň modularity a nezávislosti domén s možnou strukturní či funkční interpretací a význam tohoto procesu s ohledem na evoluci. Součástí projektu je také zjistit, do jaké míry tyto procesy ovlivňuje přítomnost tzv. linkeru - tedy spojující aminokyselinové sekvence mezi doménami a v neposledni řadě spojení s alosterickou modulací funkce.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Lokalizace mRNA a lncRNA v průběhu vývoje

Šindelka Radek, Mgr. Ph.D. ( Rad...@ibt.cas.cz)
Studium lokalizace RNA molekul je atraktivní oblastí oborů biochemie, biologie a medicíny. Znalost tohoto děje má obrovský význam pro pochopení chování rakovinných buněk, biologie kmenových buněk a vývoj organismu. Naše laboratoř je jedna z předních ve studiu asymetrické lokalizace RNA a proteinů v časných vývojových stádiích. Používáme nejaktuálnější metody jako je kvantitativní PCR a RNA sekvenování na úrovni jednotlivých buněk a vnitrobuněčně. Prezentujeme naši práci v rámci zvaných přednášek na mezinárodních konferencích. Spolupracujeme s experty v oblasti proteomiky a bioinformatiky (většinou z jiné země). Máme v laboratoři vlastní chov obojživelníků a spolupracujeme s laboratořemi, které nám poskytují rybí a savčí modely. Přestože je projekt náročný, je zde spousta oblastí pro motivované a výzkumně založené student k získáni vlastní specializace a pro vývoj jejich vědecké kariéry. Nabízíme velmi dobře vybavenou laboratoř a mezinárodní tým mladých vědců. (www.labgenexp.eu)
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Metabolické změny asociované s kachexií u nádoru pankreatu

Smolková Katarína, RNDr. Ph.D. ( Kat...@fgu.cas.cz)
Karcinom pankreatu je již v časných stadiích provázen nádorovou kachexií, systémovým postižením, které vede k vyčerpání substrátových rezerv hostitele. Cílem projektu je identifikovat klíčové metabolické dráhy nádorové tkáně asociované s kachexií. Ex-vivo primární kultury z nádorové tkáně budou podrobeny detailní metabolomické a biochemické analýze, zejména ve vztahu k metabolizmu glutaminu a aminokyselin s větveným řetězcem, a interferenci jejich degradačních drah. Bude provedena analýza metabolizmu degradace BCAA a glutaminu, konkrétně metabolomický profil, kvantifikace metabolických drah 13C značením a genové exprese enzymů těchto drah. Výsledky umožní popsat substrátový cross-talk hostitele a nádoru během nádorové kachexie a identifikovat potenciální léčebné cíle kachexie u karcinomu pankreatu.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Minoritní a neobvyklé flavonolignany: Chemo-enzymatická příprava a farmakologická aktivita

Křen Vladimír, prof. Ing. DrSc. ( k...@biomed.cas.cz)
Biedermann David, RNDr. Ph.D. ( bie...@biomed.cas.cz)
Flavonolignany jsou důležité přírodní látky, které se vyskytují v různých rostlinách. Nová skupina flavonolignanů, které nyní začaly přitahovat pozornost kvůli jejich zajímavým farmakologickým aktivitám, jsou tzv. flavonolignany ne-taxifolinového původu. Tyto látky jsou zkoumány vzhledem k detailním strukturálním rysům a pro vlivy na intracelulární signalizaci a inhibiční aktivity vůči proteinům mnohočetné resistence (MDR), jak v mikroorganismech, tak i v somatických (nádorových) buňkách. Pomocí chemické a chemoenzymatické syntézy a další derivatizace budou připraveny nové flavonolignany, které budou testovány na modulační aktivitu MDR a cytotoxicitu. Pomocí chemické a chemoenzymatické syntézy a další derivatizace budou připraveny nové a vzácnější flavonolignany (odlišné od derivátů taxifolinu). Nové látky budou testovány na modulační aktivitu MDR a cytotoxicitu.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Modulace interakcí lékařsky důležitých lidských cytokinů a jejich receptorů

Schneider Bohdan, Ing. CSc.
Cílem studia je charakterizovat interakce mezi vybranými pro lékařské aplikace významnými cytokiny a jejich receptorů a jejich cílená modulace. Modulací interakcí cytokinů a receptorů je za cíl docílit změnu biologické funkce cytokinů a potenciálně tak získat lékařsky uplatnitelné změněné proteiny. Modifikované proteiny bude studentk/a navrhovat a vyvíjet metodami řízené evoluce (ribozómový displej, kvasinkový displej) z tak zvaných malých proteinových domén (scaffolds) známých z literatury, ale hlavně vyvíjených v laboratoři. Podstatnou částí práce bude právě vývoj a komplexní biochemická charakterizace nových malých proteinových domén. Inhibice či potenciace interakcí mezi interleukiny a jejich receptory by potenciálně měla velký význam pro vývoj léčebných či diagnostických prostředků při autoimunitních poruchách. Termodynamické, kinetické a strukturní aspekty interakcí budou studovány pokročilými biochemickýmii technikami, sekvenční i strukturní bioinformatikou včetně krystalografie a počítačovým modelováním.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Oxidační stres u onkohematologických onemocnění

Suttnar Jiří, Ing. CSc. ( jir...@uhkt.cz)
Existuje hypotéza o vztahu mezi oxidačním stresem a hematologickými malignitami. Rakovinné buňky mají jedinečný energetický metabolismus zajišťující jejich rychlou proliferaci. Pro jejich metabolismus je charakteristická anaerobní glykolýza za přítomnosti kyslíku. Zvýšená glykolýza také vede k tvorbě nízkomolekulárních sloučenin nutných pro proliferaci rakovinných buněk. Rakovinné buňky se mohou díky změněnému metabolismu přizpůsobit vysokým úrovním oxidačního stresu charakterizovaného reaktivními kyslíkovými látkami (ROS) a reaktivními formami dusíku (RNS). ROS a RNS mohou reagovat s proteiny a tak měnit jejich funkci a mohou indukovat, podporovat a modulovat karcinogenezi. Cílem diplomové práce je využití cílené metabolomiky, markerů oxidačníího stresu a interaktomiky proteinů pro studium onkohematologických onemocnění v průběhu terapie.
Ústav hematologie a krevní transfuze

Principy návrhu inhibitorů proteas z rodiny rhomboidů

Stříšovský Kvido, Ing. Ph.D. ( kvi...@uochb.cas.cz)
Intramembránové serinové proteasy z rodiny rhomboidů jsou široce konservovány a jsou klíčové pro infektivitu parazita způsobujícího malárii, pro homeostázi mitochondrií a další funkce s vysokým medicinkým potenciálem. Nedávno jsme objevili peptidyl ketoamidy jako první účinné a specifické inhibitory rhomboidů a nyní zkoumáme principy designu této třídy látek pro inhibici rhomboidů. Přitom tyto inhibitory využíváme jednak jako nástroje pro studium mechanismu rhomboidů a také se zaměřujeme na vývoj inhibitorů biologicky a medicinsky zajímavých členů této rodiny enzymů. Projekt bude zahrnovat produkci a purifikaci rekombinantních proteinů (zejména membránových), enzymovou kinetiku, rentgenostrukturní analysu proteinů, buněčné kultury a bude prováděn v úzké spolupráci s medicinálními a výpočetními chemiky a strukturními biology, nabízejíce tak široké možnosti tréninku. Reference: 1. Ticha A, Stanchev S, Vinothkumar KR, Mikles DC, Pachl P, Began J, Skerle J, Svehlova K, Nguyen MTN, Verhelst SHL, Johnson DC, Bachovchin DA, Lepsik M, Majer P, Strisovsky K (2017) Cell Chem Biol 24: 1523-1536 e4 2. Ticha A, Collis B, Strisovsky K (2018) Trends Biochem Sci 43: 726-739 3. Kvido Strisovsky: Casting the Spotlight on Intramembrane Proteases. (2018) Trends Biochem Sci 43: 845-847
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Prozkoumání α-L-rhamnosyl-β-D-glukosidas — enzymů rozvíjejících se v potravinářství

Křen Vladimír, prof. Ing. DrSc. ( k...@biomed.cas.cz)
Kotík Michael, Dr. Ph.D.
Vedlejší produkty obsahující rutin a hesperidin jsou generovány v průmyslovém zemědělství a potravinářském průmyslu ve velkém měřítku. α-L-Rhamnosyl-β-D-glukosidasy (rutinosidasy) jsou málo známé unikátní mikrobiální pro disacharidy specifické glykosidasy reagující s rutinem, hesperidinem a dalšími rutinosidy. Rutinosidy, které obsahují kromě flavonoidního aglykonu disacharid rutinosu, mají velice zajímavé vlastnosti využitelné v potravinářství a v medicíně. V rámci tohoto projektu se zaměříme na prozkoumání a porozumění vztahu mezi strukturou, funkcí a promiskuitou u čtyř α-L-rhamnosyl-β-D-glukosidas cílenou mutagenezí, určením substrátových specifit a kinetických parametrů a strukturální analýzou enzymových produktů. In silico vázání substrátů do aktivního místa rutinosidas doplní naše úkoly v projektu. Další cíle tohoto projektu jsou: prozkoumání a vypracování optimálních podmínek pro hydrolytické a transglykosylační (syntetické) reakce, enzymatické konverze substrátů v pevném stavu a získání struktury jedné α-L-rhamnosyl-β-D-glukosidasy pomocí rentgenové krystalografie.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Příprava nových flavonolignanů a jejich biologické aktivity.

Macek Tomáš, prof. Ing. CSc. ( tom...@vscht.cz)
Valentová Kateřina, doc. Ing. Ph.D. ( kat...@biomed.cas.cz)
Práce bude zaměřena na novou skupinu flavonolignanů z rostlin, která vykazuje zajímavé farmakologické aktivity v oblasti potlačení rezistence na léky, a to na tzv. flavonolignany ne-taxifolinového původu. Pomocí chemické a chemoenzymatické syntézy a další derivatizace budou připraveny nové flavonolignany a získané látky budou zkoumány z hlediska vlivu na intracelulární signalizaci a zejména inhibiční aktivity vůči proteinům mnohočetné resistence (MDR), jak v mikroorganismech, tak i v somatických (nádorových) buňkách, a testovány na modulační aktivitu MDR a cytotoxicitu.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Role imunitního systému v plicní hypertenzi

Plecitá Lydie, RNDr. Ph.D. ( lyd...@fgu.cas.cz)
Základním znakem plicní arteriální hypertenze je remodelace plicních cévních stěn, konkrétně jejich zbytnění. To vede ke zvýšení tlaku v plicních tepnách, hypertrofii pravé komory srdeční a k jejímu selhání, které může vyústit v smrt. Přestavba plicních cév je komplexní děj zahrnující zejména změny v energetickém metabolismu buněk všech vrstev plicních cév a rezistenci těchto buněk k apoptóze. To vede ke zvýšené proliferaci buněk navozující zbytnění plicních cévních stěn. Kromě těchto faktorů se na přestavbě cév podílí buňky imunitního systému se svou zánětlivou reakcí. Ve spolupráci se zahraničním partnerem v USA budeme studovat vnější cévní vrstvu buněk, fibroblasty, v interakci s buňkami imunitního systému. Ukázalo se, že právě fibroblasty jsou schopny změnami v jejich metabolismu produkovat cytokiny, které pak indukují zánětlivý proces a přispívají tak k cévní přestavbě. Tato studie se zacílí na definovaní změn v energetickém a redoxním metabolismu fibroblastů, které vedou k produkci cytokinů, popř. chemokinů, které následně přilákají a aktivují makrofágy, T buňky a další buňky imunitní obrany. Odhalíme, jaké konkrétní metabolity fibroblastů podnítí exkreci cytokinů, které pak navodí aktivaci buněk imunitního systému.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Struktura a dynamika glutamátových receptorů, teorie a experiment

Černý Jiří, Ing. Ph.D. ( jir...@ibt.cas.cz)
Navrhovaný multidisciplinární projekt kombinuje několik experimentálních a teoretických přístupů pro zpřesnění strukturních motivů ionotropního glutamátového receptoru (iGluR) v jeho funkčně významných stavech. Dostupná strukturní data doplníme za pomoci analýzy iGluR exprimovaných v savčím a hmyzím expresním systému. Farmakologicky navodíme a elektrofyziologicky charakterizujeme příslušný funkční stav receptoru (aktivační kinetika, vazebná afinita a vlastnosti iontového kanálu). Následně pomocí strukturní hmotnostní spektrometrie získáme informace o vzdálenostech mezi aminokyselinami, které dále použijeme jako vstupní data pro MD simulace zpřesňující původní krystalové struktury a pro nalezení dosud neznámých strukturních motivů a objasnění jejich role ve strukturních přechodech receptoru.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Strukturní studie DNA vazebných proteinu

Maloy Řezáčová Pavlína, RNDr. Ph.D. ( pav...@uochb.cas.cz)
Bakteriální represory plní funkci molekulárních přepínačů: vazba efektorové molekuly moduluje jejich schopnost interagovat s DNA operátorem a tak je zapínána či vypínána transkripce genů. Většina transkripčních represorů, které se účastní regulace metabolických genů v bakterii Bacillus subtilis, náleží k jedné ze dvou velkých rodin: GntR nebo DeoR. Znalost 3D struktury represorů napomůže porozumění vztahu mezi jejich strukturou a funkcí a též pochopení molekulárního mechanismu, kterým jednotlivé represory vykonávají svou regulační funkci. V tomto projektu jsme pro strukturní studie vybrali několik represorů, jejichž funkce již byla charakterizována biochemickými a molekulárně biologickými metodami. Krystalografické studie budou kombinovány s komplementárními technikami pro bližší charakterizaci vazby efektoru a rozpoznávání DNA operátoru.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Studium mechanismu regulace funkce signálních proteinů

Obšilová Veronika, RNDr. Ph.D. ( Ver...@fgu.cas.cz)
Mechanistické objasnění molekulárních mechanismů regulace funkce proteinů vyžaduje pochopení vztahů mezi strukturou a funkcí proteinů. Projekt bude zaměřen na studium molekulárních mechanismů regulace funkce vybraných signálních proteinů. Hlavní pozornost bude soustředěna na komplexy proteinů 14-3-3, které hrají klíčovou úlohu v regulaci mnoha biologických procesů. Proteiny 14-3-3 se váží a regulují funkci ostatních proteinů. Vazba proteinů 14-3-3 s vazebnými partnery je regulována skrze fosforylaci. I přes význam těchto proteinů, mnoho aspektů jejich funkce zůstává dosud neobjasněna. V rámci tohoto projektu bude využívána celá řada biochemických a biofyzikálních technik, zahrnující expresi a purifikaci rekombinantních proteinů v Escherichia coli, cílenou mutagenesi, fluorescenční spektroskopii, sedimentační analýzu, moderní metody hmotnostní spektroskopie, maloúhlový rozptyl světla (SAXS) a proteinovou krystalografii. Získaná data nám umožní lépe porozumět detailům regulace aktivity a funkce těchto protein-proteinových komplexů. Dobrá znalost metod molekulární biologie a exprese a purifikace rekombinantních proteinů je výhodou. Více info na: http://www.biomed.cas.cz/d312/.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Studium nových biologicky aktivních steroidů jako potenciálních léčiv

Mertlíková Kaiserová Helena, PharmDr. Ph.D. ( hel...@uochb.cas.cz)
Projekt zahrnuje (1) studium neuroprotektivních vlastností nových syntetických steroidů, vyvíjených na ÚOCHB primárně jako modulátory NMDA receptorů, s možným využitím v terapii ischemických stavů, neurodegenerativních chorob, ale i neuropsychiatrických onemocnění. Použité metodiky budou převážně založené na buněčných modelech (primokultury potkaních kortikálních neuronů i buněčné linie), v některých případech upravených molekulárně-biologickými metodami. Vybrané látky budou charakterizovány také z pohledu jejich ADME/Tox vlastností. Druhou částí projektu bude (2) vývoj metodik pro záchyt nových biologických aktivit in vitro a systematický screening existující steroidní knihovny látek. Bude se jednat zejména o afinitu a selektivitu látek k panelu nukleárních receptorů (transkripčních faktorů), inhibici klíčových enzymů steroidogeneze aj. Součástí bude i validace výsledků screeningu buněčnými funkčními metodami.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Tuková tkáň kostní dřeně jako nové specializované depo tukové tkáně a jeho úloha v regulaci kostní homeostázy i metabolismu celého těla ”

Tencerová Michaela, Mgr. Ph.D. ( Mic...@fgu.cas.cz)
Obezita vede kromě růstu tukové tkáně (TT) i k ektopické akumulaci lipidů v játrech, svalech nebo kardiovaskulárním systému. Nedávné studie ukázaly, že depozice lipidů probíhá též v kostech, což vede ke zvýšení tvorby adipocytů v kostní dřeni. Vyšší akumulace tuku v kostech je spojena se zvýšenou lámavostí (fragilitou) kostí, což je přehlížená komplikace ovlivňující kvalitu života. Oproti klasickým depům TT (jako je podkožní TT) je o fyziologické úloze tukové tkáně kostní dřeně ve vztahu k metabolismu energie kostí a celého těla známo dosud jen velmi málo. Hlavním cílem projektu je proto charakterizovat metabolický fenotyp TT kostní dřeně u metabolických komplikací a porovnat ho s fenotypem podkožní TT a analyzovat úlohu metabolického fenotypu TT kostní dřeně v celotělovém energetickém metabolismu a v kostní homeostáze. Projekt bude využívat myší a lidské buněčné systémy a in vivo modely, které budou analyzovány širokou škálou molekulárních, bioanalytických a in vivo fyziologických technik. Projekt bude probíhat v nově zřízeném oddělení Fyziologického ústavu AV ČR ve spolupráci s prestižními laboratořemi v zahraničí. Základní doktorské stipendium bude navýšeno pracovním úvazkem ve Fyziologickém ústavu.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Účinky FGF21 na metabolismus tukové tkáně

Kopecký Jan, MUDr. DrSc. ( Jan...@fgu.cas.cz)
Zouhar Petr, RNDr. Ph.D. ( pet...@fgu.cas.cz)
FGF21 (Fibroblast growth factor 21) je hormon sekretovaný zejména játry v reakci na stimuly jako hladovění a ketogenní dieta. Hlavní fyziologická role FGF21 není jednoznačně objasněna, jeho podávání však vede ke snižování tělesné hmotnosti a zvyšování citlivosti k inzulínu. FGF21 je proto zkoumán jako nadějný kandidát pro léčbu obezity a diabetu 2. typu. Hlavním cílem předkládaného PhD projektu bude detailní charakterizace účinků FGF21 specificky v tukové tkáni laboratorních myší, zejména popis změn v genové expresi a v obratu hlavních metabolických drah jako jsou lipolýza, de novo lipogeneze a re-esterifikace mastných kyselin. Jelikož jsou tyto metabolické procesy svázány se zdravým stavem tukové tkáně, jejich případná regulace prostřednictvím FGF21 by mohla představovat důležitý prvek v celkovém příznivém působení FGF21. Základní doktorské stipendium bude doplněno z grantových prostředků oddělení.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Úloha interakce lamin A a fosfoinositidu v jaderné architektuře

Hozák Pavel, prof. RNDr. DrSc.
Laminy jsou intermediární filamenta přítomné na jaderné periferii a nukleoplazmě. Laminy jsou důležitými regulátory integrity jaderné struktury a jaderných procesů, jako je transkripce, replikace DNA a organizace chromatinu1. Mutace laminů způsobují závažná onemocnění - laminopatie. Funkce laminů jsou zprostředkovány prostřednictvím jejich interakčních partnerů. Předběžné výsledky naší laboratoře ukazují, že lamin A tvoří komplex s fosfatidylinositol 4,5-bisfosfátem (PIP2). Studenti DSP se zaměří na detailní charakterizaci komplexu lamin A / PIP2. Jejich cílem bude popsat funkci a přesné složení tohoto komplexu kombinací přístupů hmotnostní spektrometrie, biochemie a mikroskopie. V naší laboratoři je k dispozici potřebné vybavení a techniky, tudíž poskytuje vynikající podmínky pro realizaci tohoto projektu. Tento projekt má potenciál přinést cenné výsledky přispívající k popisu molekulárních mechanismů laminopatie. Data budou prezentována na mezinárodních konferencích a publikována v recenzovaných časopisech.
1. Dittmer, T.A. & Misteli, T. The lamin protein family. Genome Biol 12, 222 (2011).
Ústav molekulární genetiky AV ČR, v.v.i.

Úloha tenkého střeva v metabolických účincích omega-3 polynenasycených mastných kyselin v závislosti na lipidové formě jejich podání v dietě

Rossmeisl Martin, MUDr. Ph.D. ( Mar...@fgu.cas.cz)
Horáková Olga, Mgr. Ph.D. ( olg...@fgu.cas.cz)
Účinná absorpce a zpracování živin představují hlavní funkci tenkého střeva, která je narušena během rozvoje obezity. Obezita vede ke narušení imunitního systému střeva a dále je spojena se změnami ve střevní mikroflóře a zvýšením prostupnosti střevní bariéry. Mastné kyseliny s dlouhým řetězcem řady n-3 (Omega-3), zejména EPA a DHA pocházející z mořských živočichů, mohou chránit před obezitou a vykazují protizánětlivé a hypolipidemické účinky.
Cílem projektu je porozumět mechanismům, kterými Omega-3 a jejich metabolity ovlivňují intestinální imunitní systém, metabolismus a mikroflóru. Součástí práce budou experimenty s kontrolními a geneticky modifikovanými zvířaty v kombinaci s podáváním diety obsahující Omega-3 v různých lipidových formách (tj. triacylglyceroly, fosfolipidy nebo estery vosků). Práce bude dále zahrnovat rutinní biochemické metody, průtokovou cytometrii, proteomickou a metabolipidomickou analýzu, charakterizaci mikroflóry a/nebo bioinformatické a statistické zpracování dat získaných během experimentů.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Vliv morfinu, metadonu a peptidových agonistů na úroveň exprese mí, delta a kappa opioidních receptorů v lymfocytech sleziny potkana

Svoboda Petr, doc. RNDr. DrSc. ( svo...@fgu.cas.cz)
Roubalová Lenka, RNDr. Ph.D. ( len...@fgu.cas.cz)
Opioidní receptory (OR) jsou kromě centrálního nervového systému exprimovány také v celé řadě dalších buněk savčího organismu včetně buněk imunitního systému. Role OR v buňkách imunitního systému je však zatím spíše neznámá. Stanovení úrovně exprese OR v imunitních buňkách a její změna vlivem exogenních faktorů jako je administrace opioidních látek představuje v tomto směru důležitý poznatek. Cílem projektu je analyzovat úroveň exprese OR ve slezinných lymfocytech. Tyto buňky budou izolovány z potkanů vystavených dlouhodobému (chronickému) působení morfinu, metadonu a peptidových agonistů podle našich zavedených postupů. Krátkodobý (akutní) účinek těchto opioidních látek na úroveň epxrese mí, delta a kappa opioidních receptorů bude stanoven lymfocytech izolovaných z kontrolních zvířat. Tyto buňky budou s uvedenými opioidními látkami inkubovány v podmínkách in vitro.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Využití pokročilých technik fluorescenční mikroskopie pro analýzu mobility delta opioidních receptorů v živých modelových buňkách

Svoboda Petr, doc. RNDr. DrSc. ( svo...@fgu.cas.cz)
Brejchová Jana, Mgr. Ph.D. ( jan...@fgu.cas.cz)
Opioidní receptory (OR) regulují řadu fyziologických procesů včetně reakcí na bolestivé a stresové podněty. V porovnání se známějším mí-OR, delta-OR nebyl dosud dostatečně studován. Nicméně, delta-OR se také podílí na zprostředkování účinku opioidních látek na savčí organismus. Blahodárný vliv aktivace delta-OR specifickými agonisty byl prokázán především v souvislosti s emočními reakcemi a poruchami nálad. Jedním z faktorů regulujících signální kaskády navozené aktivací delta-OR je buněčné prostředí, ve kterém se receptor nachází - dvojvrstva plazmatické membrány. Mobilita tohoto receptoru v plasmatické membráně představuje regulační faktor, který dosud nebyl intenzivně studován. Cílem tohoto projektu je využití moderních technik fluorescenční mikroskopie (FRAP, TIRF) za účelem studia mobility delta-OR v modelových buněčných liniích za rozličných podmínek jako jsou např. vazba specifických ligandů nebo oxidativní poškození membránových lipidů.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Vývoj a funkce endokrinních buněk pankreatu

Pavlínková Gabriela, RNDr. Ph.D. ( gpa...@ibt.cas.cz)
Diabetes mellitus a s ním spojené komplikace představují vážné onemocnění pro člověka. Ztráta funkce endokrinních buněk slinivky břišní jsou základem patofyziologických změn vázaných k tomuto onemocnění. Tento projekt je zaměřen na molekulární mechanismy během embryonálního vývoje, zrání a funkce endokrinníchbuněk pankreatu. Dále budou zjištěny biomarkery spojené se vznikem a progresí diabetes mellitus v důsledku dysfunkce beta buněk. Budou použity metody knockout technologie Cre/loxP a Crispr/Cas9, RNA sekvenování, imunohistochemie, konfokální mikroskopie, a single cell qPCR. Projekt přispěje k objasnění patofyziologie diabetes mellitus a k identifikaci možných biomarkerů rozvoje tohoto onemocnění.
Biotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.

Vývoj nástrojů pro imaging, cílení a isolaci potenciálních cílů zásahu biologicky aktivních látek

Konvalinka Jan, doc. RNDr. CSc. ( jan...@uochb.cas.cz)
Šácha Pavel, Mgr. Ph.D. ( pav...@uochb.cas.cz)
Nedávno jsme vyvinuli modulární systém polymerních “syntetických protilátek” (iBodies), které umožňují visualisovat a isolovat cílové molekuly na základě specifické interakce mezi proteiny a jejich nízkomolekulárními ligandy (Šácha et al., 2016). iBodies: Modular Synthetic Antibody Mimetics Based on Hydrophilic Polymers Decorated with Functional Moieties. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 55, 2356-2360). V současnosti používáme tento nástroj na řadu různých cílů včetně proteas, karbonických anhydras a receptorů T-buněk. Úspěšný žadatel bude vyvíjet nové “iBodies” proti medicinálně zajímavým cílům, bude navrhovat nebo selektovat nízkomolekulární ligandy těchto cílových molekul, a anlysovat interakci příslušných konjugátů s těmito cílovými molekulami. Hlavním cílem projektu je navrhnout a otestovat iBodies schopné isolovat, visualisovat a identifikovat dosud neznámé proteinové “cíle zásahu” biologicky aktivních látek. Hledáme vysocce motivovaného kandidáta, který si bude užívat práci v multidisciplinárním a mladém týmu, schopného pracovat na rozmezí molekulární biologie, biochemie, strukturní biologie a medicinální chemie. Používané metody budou zahrnovat klonování rekombinantní DNA, expresi a charakterisaci proteinů, strukturní biologii pomocí rentgenové difrakce a NMR, imunochemii a práci s transgenními zvířaty. Reference: Šácha, P., Knedlík, T., Schimer, J., Tykvart, J., Parolek, J., Navrátil, V., Dvořáková, P., Sedlák, F., Ulbrich, K., Strohalm, J., Majer, P., Šubr, V., Konvalinka J. (2016). iBodies: Modular Synthetic Antibody Mimetics Based on Hydrophilic Polymers Decorated with Functional Moieties. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 55, 2356-2360 Šimon, P., Knedlík, T., Blažková, K., Dvořáková, P., Březinová, A., Kostka. L., Šubr, V., Konvalinka, J. and Šácha, P. (2018). Identification of Protein Targets of Bioactive Small Molecules Using Randomly Photomodified Probes, ACS Chem. Biol. 13, 3333-3342, DOI: 10.1021/acschembio.8b00791
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Výzkum signalizace prostřednictvím G-proteinů a G-proteinových receptorů pomocí technik pokročiké optické mikroskopie

Jiráček Jiří, RNDr. CSc. ( jir...@uochb.cas.cz)
Lazar Josef, Mgr. Ph.D. ( jos...@uochb.cas.cz)
Receptory spřažené s G proteiny (GPCR) a heterotrimerní G proteiny hrají významnou roli v buněčné signalizaci. G-proteinová signalizace je důležitá pro kardiovaskulární funkci, neurotransmisi a mnoho dalších procesů. G-proteinová signalizace je proto cílem mnoha léčiv, a znalost molekulárních aspektů G-proteinové signalizace je tudíž důležitá jak pro vědecké poznání, tak pro farmaceutické aplikace. Cílem práce je objasnit, zejména s využitím techniky dvoufotonové polarizační mikroskopie, důležité molekulární aspekty G-proteinové signalizace. Součástí projektu je vývoj nových a zlepšených geneticky kódovaných optických sond G-proteinové signalizace, využití těchto sond k pozorování molekulárních procesů G-proteinové signalizace v živých buňkách, a získávání informací o molekulárních mechanismech pozorovaných procesů. Předmětem zájmu je zejména schopnost receptorů GPCR za různých podmínek interagovat s různými G-proteinovými signálními dráhami (tzv. zaujatá či předpojatá signalizace).
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i.

Zjištění morfinem a metadonem navozených změn proteinů v mozku potkana v souvislosti s adaptací savčího mozku na dlouhodobém působení opioidních látek

Svoboda Petr, doc. RNDr. DrSc. ( svo...@fgu.cas.cz)
Ujčíková Hana, RNDr. Ph.D. ( han...@fgu.cas.cz)
Závislost na opioidech je známa jako chronické recidivující onemocnění mozku způsobené opakovaným vystavením opioidním drogám. Spontánní tendencí narkomana je zvyšování dávek drogy za účelem dosažení požadovaného efektu. Tato tendence je primárně založena na obecném fyziologickém fenomenu - desenzitizaci primární odpovědi, který nastává při opakované nebo dlouhodobé stimulaci cílové buňky, tkáně nebo celého organismu danou drogou. Buněčné a molekulární mechanismy, které jsou podstatou schopnosti organismu navrátit se zpět k fyziologickému stavu po vysazení podávání drogy, stále nejsou objasněny. Proteomická analýza kortexu předního mozku potkanů vystavených morfinu po dobu 10 dnů s následným vysazením morfinu po dobu 20 dnů ukázala dramatický pokles v počtu morfinem změněných proteinů v porovnání se zvířaty, která byla vystavena působení morfinu po dobu 10 dnů. Cílem toho projektu je srovnání vlivu morfinu a metadonu u zvířat vystavených těmto látkám po dobu dostatečnou k navození stavu závislosti. Tato zvířata budou porovnána s těmi, která budou podrobena následnému vysazení morfinu a metadonu. Budeme analyzovat kortex předního mozku, hipokampus a další části CNS potkana.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Změny buněčné membrány a její lipidového složení oxidačním stresem; studie mozku potkana a modelových buněčných linií.

Svoboda Petr, doc. RNDr. DrSc. ( svo...@fgu.cas.cz)
Vošahlíková Miroslava, Ing. ( mir...@fgu.cas.cz)
Většina buněčných funkcí probíhá v membránách nebo v jejich blízkém okolí. Buněčné membrány jsou místem, kde dochází k přímé interakci mezi lipidy a bílkovinami. Vysoce reaktivní intermediáty produkované oxidačním stresem mění především strukturu buněčné, neboli plasmatické membrány (PM), kde způsobují peroxidační degradaci lipidů, nenasycených mastných kyselin a narušení permeability této struktury vůči iontům přítomným v extracelulární prostoru. Rovněž dochází ke změnám funkčních vlastností membránových proteinů. Oxidační stress (OS) způsobuje řadu chorob. V současné době se ukazuje, že genese OS rovněž vyvolává závažné emoční a kognitivní poruchy lidského i savčího organismu jako celku. Vytyčení přesné hranice mezi vratnými a nevratnými změnami, které v PM nastávají vlivem OS a určení různé míry poškození této buněčné struktury v závislosti na míře OS, je v současné věnována značná experimentální pozornost. V našem případě se jedná o snahu přispět k porozumění mechanismů, kterými vzniká závažné lidské onemocnění, bipolární porucha (BP). V této souvislosti hledáme korelaci mezi účinkem lithia, které se používá jako lék této choroby, na aktivitu klíčového enzym buněčné homeostázy sodných a draselných iontů, Na+/K+-ATPasy, mírou poškození PM a oxidačním stressem.
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i.

Biotechnologie

Studijní program: Biochemie a biotechnologie (čtyřleté)

Akumulace prvků vzácných zemin (REEs) z průmyslových luminoforů zelenými řasami

Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
Vítová Milada, RNDr. Ph.D. ( vit...@alga.cz)
Prvky vzácných zemin (REEs) tvoří skupinu chemicky velmi podobných prvků společně obsažených v jedné hornině. REEs jsou důležitou součástí průmyslových produktů, zejména elektronických zařízení. Ve vhodných koncentracích podporují fyziologické funkce rostlin a jsou využívány jako hnojivo v zemědělství. REEs lze z průmyslového odpadu recyklovat buď chemickou metodou, nebo pomocí mikroorganizmů. Projekt se zabývá možností využití akumulačních a sorpčních vlastností mikroorganizmů pro recyklaci REEs z luminoforů. Zvolený přístup zohledňuje omezené zásoby REEs a umožňuje jejich další využití zavedenými postupy. V průběhu řešení budou vybrány řasové kmeny, u nichž bude prokázána schopnost bioakumulace a biosorpce kovů a stanovena selektivita tohoto procesu. Budeme studovat vliv REEs získaných z průmyslového odpadu (La, Nd, Ce, Gd, Yb, Eu) na jednobuněčné zelené řasy. Budeme analyzovat akumulaci těchto REEs v buňkách řas; měřit fotosyntetickou aktivitu a základní biochemické charakteristiky jako celkový obsah DNA, RNA, proteinů, chlorofylu, škrobu atd. Zároveň budeme sledovat parametry buněčného cyklu, jako jsou délka cyklu a jeho fází, buněčné a jaderné dělení a buněčná velikost. Součástí práce bude lokalizace REEs v buňkách jak mikroskopicky tak pomocí frakcionace.

Biologicky aktivní látky chmele, jejich účinky a využití

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Jelínek Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@vscht.cz)
V České republice byly vyšlechtěny některé odrůdy chmele pro nepivovarské, hlavně farmaceutické, využití. Tyto odrůdy mají pro tyto účely zvlášť vhodné předpoklady vzhledem k vysokému obsahu prenylflavonoidů (xanthohumol a desmethylxanthohumol). Desmethylxanthohumol je prekursor 8-prenylnaringeninu, což je dosud nejsilnější známý fytoestrogen vůbec. K výrobě extraktů s vysokým podílem 8-prenylnaringeninu lze využít i isoxanthohumol pomocí jeho demethylace. Cílem práce bude stanovení těchto látek, jejich testování na biologické účinky a příprava speciálních extraktů s vyšší hladinou těchto látek pro vývoj potravních doplňků.

Biotechnologická produkce, izolace a formulace lipofilních účiných látek.

Kaštánek Petr, Ing. Ph.D. ( kas...@biocen.cz)
Zbytovská Jarmila, doc.Mgr. Dr.rer.nat. ( zby...@vscht.cz)
Buněčné kultury mikrořas, heterotrofních protistů či suspenzích rostlinných buněk mohou produkovat biologicky aktivní látky využitelné ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu. Tyto látky jsou často lipofilního charakteru a mohou při lokálním podání špatně pronikat do pokožky. Je proto nezbytné vyvinout vhodné lékové formy zvyšující biologickou dostupnost látek pro organismus.
Zásady: 1. Proveďte rešerši odborné literatury týkající se formulací přírodních biologicky aktivních, zejména lipofilních, látek do podoby částic mikro až nano-rozměrů, podporujících pronikání těchto látek do pokožky a zvyšujících jejich biologickou dostupnost pro organismus.
2. Vytipujte kandidáty látek, které mohou být biotechnologicky produkovány buněčnými kulturami mikrořas, heterotrofních protistů či suspenzích rostlinných buněk a vsádkovou kultivací připravte buněčné kultury.
3. Pomocí in-vitro metod proveďte screening biologických aktivit surových extraktů buněčných kultur a identifikujte extrakty s protizánětlivými či antioxidačními účinky, případně inhibující enzymy jako jsou kolagenáza či elastáza.
4. U extraktu se zjištěnou významnou aktivitou proveďte jeho frakcionaci a izolaci látek či frakcí s nejvyšší aktivitou, případně optimalizujte extrakční podmínky s využitím metody designu experimentů pomocí centrálních kompozitních plánů.
5. Izolovanou aktivní látku či frakci formulujte do podoby mikro či nanočástic, jako jsou liposomy, mikroemulzní systémy či lipidické nanočástice. Vyhodnoťte stabilitu takto získaných forem a otestujte jejich transdermální a dermální permeaci na modelu pokožky s využitím Franzovy difuzní cely.
6. Dosažené výsledky přehledně zpracujte a diskutujte s údaji ve vědecké literatuře.

Biotechnologické zpracování živočišných a rostlinných odpadů na produkty s přidanou hodnotou

Melzoch Karel, prof. Ing. CSc. ( mel...@vscht.cz)
Branská Barbora, Ing. Ph.D. ( bar...@vscht.cz)
Hlavním cílem řešeného tématu bude zmapovat možnosti využití biologického činitele v procesech zpracování živočišných a/nebo rostlinných odpadů na produkty s přidanou hodnotou. Cílovými produkty budou butanol, isopropanol, mléčná kyselina, vodík a případně další. Úkolem bude navrhnout, optimalizovat a ověřit vybrané biotechnologické postupy a to včetně úpravy vstupní suroviny, izolace produktu a dalšího zpracování odpadních proudů. Budou vybrány vhodné mikrobiální kmeny, které budou v daných podmínky schopny efektivní konverze substrátu na žádaný produkt. Případně bude navrženo složení mikrobiálního konsorcia. Důraz bude kladen nejen na ekonomické aspekty a reálnou proveditelnost v relevantním měřítku, ale také na šetrnost těchto procesů k životnímu prostředí a trvalou udržitelnost.

Mikrobiální a chemická kontaminace vnitřního vzduchu muzeí a knihoven

Halecký Martin, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Wimmerová Lenka, Ing. MSc. Ph.D. ( wim...@dekonta.cz)
Cílem této práce je sledování kvality vnitřního vzduchu vybraných muzeí a univerzitních knihoven. Práce se zabývá mikroorganismy ve vzduchu a v prachu a organickými a anorganickými znečišťujícími látkami z konzervačních a čisticích prostředků používaných na těchto pracovištích. Primární pozornost je zaměřena na mikrobiální kontaminaci (složení a množství), protože mikroorganismy a/nebo produkty mikrobiální degradace se vyskytují ve vzduchu a na částicích prachu v muzejních a knihovních prostorech a mohou způsobit respirační problémy citlivým pracovníkům a návštěvníkům těchto institucí. Sekundárně se věnuje pozornost složení a množství těkavých organických látek, částečně těkavých organických látek, chloru a vybraných těžkých kovů. Plánovaným výsledkem je mapa rizik prostor vybraných kulturních zařízení.

Možnosti zvýšení pěnivosti piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Košin Petr, Ing. Ph.D. ( pet...@budvar.cz)
Mezi nejdůležitější charakteristiky českého ležáku patří jeho pěna. Pěna musí mít určitý vzhled a stabilitu. Pro charakter pěny a její stabilitu jsou důkežité látky, které pěnu vytváří a podporují ji. Cílem práce bude stanovení těchto látek a  testování možností zvýšení jejich obsahu. Pozornost bude věnována i látkám, které negativně působí na pěnu, jejich charakterizace a případně ovlivnění jejich obsahu.

Nové možnosti předpovědi filtrovatelnosti piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Enge Jan, Ing. Ph.D.
Jednou z kapacitně limitujících operací ve výrobě piva je filtrace. Skutečný výkon filtrace je ovlivněn tzv.filtrovatelností piva. V praxi se špatná filtravovatelnost projevuje tak, že na daném fitru jsme schopni na jednu jeho náplň zfiltrovat méně piva. Bohužel tento fakt zjistíme až při filtraci. Cílem této práce je nalézt takovou metodu předpovědi filtrovatelnosti piva, která by nám dokázala předpovědět s dostatečnou přesností chování piva na reálném filtru. Dalším cílem práce je i nalezení příčin zhoršené filtrovatelnosti piv.

Posouzení technologie výroby ciderů z hlediska obsahu zdravotně prospěšných látek

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
V současnosti roste obliba ciderů patřících mezi nízkoalkoholické ovocné nápoje. Vstupní surovinou jsou jablka, která obsahují řadu zdraví prospěšných látek včetně vitamínů. Technologické procesy, které se při výrobě uplatňují, se značně liší a můžeme se setkat jak s čistě přírodními cidery, kvašenými spontánně přirozeně přítomnou mikroflorou nebo čistými kulturami kvasinek, ale také s produkty, kam byly dodatečně přidány sacharidy, kyseliny, či další aditiva. Tématem disertační práce je získání nových poznatků o vlivu suroviny a technologického procesu na obsah zdraví prospěšných látek, zejména látek s antioxidační aktivitou, a návrh postupů k dosažení jejich vyššího zastoupení ve finálním výrobku.

Použití biodegradabilního nosiče v biofilmových reaktorech pro výrobu extracelulárních enzymů

Halecký Martin, doc. Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Hnátková Tereza, Ing. Ph.D. ( hna...@dekonta.cz)
Práce je realizována ve spolupráci s firmou Dekonta a.s. a s Ústavem makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i, Praha, který navrhuje pokročilé mikroporézní polyuretanové pěny s nastavitelnou rychlostí biodegradace. Polyuretany se syntetizují jako polyester-etherové polyoly s různým poměrem etherových/esterových segmentů aby se docílilo vhodné míry hydrofility pro zlepšení adheze mikroorganismů a hydrolytické degradovatelnosti. Polyuretanová pěna bude použita jako ekologický nosič biofilmu a zároveň jako primární nebo sekundární zdroj uhlíku, energie a dusíku pro imobilizované mikroorganismy v náplňových reaktorech pro produkci extracelulárních produktů, např. enzymů. Výzkum zahrnuje hodnocení produkce enzymů a analytické vyhodnocení čtyř základních procesů biologického působení na polyuretanovou pěnu: narušení struktury (FTIR a Ramanova spektroskopie, SEM), fragmentace (MALDI-TOF, HPLC-UV/RI, HPLC-MS a GC-MS), asimilace (Oxitop) a kolonizace povrchu (zeta potenciál, kontaktní úhel a obrazová analýza).

Produkce pigmentů a/nebo monakolinu K houbou Monascus purpureus bez současné tvorby mykotoxinu citrininu

Patáková Petra, prof. Dr. Ing. ( pat...@vscht.cz)
Při práci budou testovány různé kultivační podmínky a bude sledována tvorba sekundárních metabolitů tj. zejména pigmentů, citrininu a monakolinu K společně se základními růstovými charakteristikami (tvorba biomasy, primárních metabolitů, tvorba pohlavních a nepohlavních spor) u různých kmenů houby Monascus purpureus. Vzájemně se lišící kmeny uvedené houby jsou totiž využívány v asijských zemích buď v potravinářství nebo k produkci doplňků stravy, snižujících hladinu cholesterolu v krvi. Dále budou získány fyzikální mutagenezí (UV záření) mutanty s výhodnými vlastnostmi (produkce pigmentů bez citrininu apod.). Cílem práce bude nalézt kultivační podmínky, za kterých jednotlivé kmeny uvedené houby netvoří citrinin ale tvoří pigmenty a/nebo monakolin K nebo získat mutant s danými vlastnostmi. Tyto podmínky nebo výhodné kmeny budou využity při vývoji nových fermentovaných potravinářských výrobků.

Řízené interakce jednobuněčných řas s pevnými povrchy

Brányik Tomáš, prof. Ing. Ph.D. ( bra...@vscht.cz)
Předmětem tohoto doktorského projektu je zkoumat interakci jednobuněčných řas a sinic (mikrořas) s pevnými povrchy. Projekt je založen na porovnání experimentálních údajů o intenzitě přilnavosti mikrořas, pěstovaných za různých podmínek, na povrchově modifikované pevné materiály s předpovědí adheze podle koloidních interakčních modelů za použití fyzikálně chemických vlastností interagujících povrchů. Nutriční a environmentální faktory vyvolávající adhezi řas na pevné substráty budou identifikovány a kvantifikovány. Povrchy s vybranými chemickými a morfologickými modifikacemi budou připraveny technologiemi založenými na ozáření. Výsledky fyzikálně chemického hodnocení adheze mikrořas na různé pevné látky umožní definovat požadovaný postup kultivace a modifikovat povrchové vlastnosti pevných látek v závislosti na účelu, který by měl být dosažen, a to je buď indukce (imobilizace, flokulace) nebo potlačení adheze (vnitřní stěna fotobioreaktorů, membránové filtry).

Studium antimikrobiálního účinku heteroboranů vůči oportunně patogenním mikroorganismům

Maťátková Olga, doc. Ing. Ph.D. ( olg...@vscht.cz)
Rezistence mikroorganismů vůči standardním léčebným postupům je významným problémem současné doby, který může být řešen použitím nových typů chemoterapeutik. V rámci této disertační práce bude studována série anorganických sloučenin odvozených od komplexů heteroboranových klastrů. Antimikrobiální aktivita a její mechanismy působení těchto látek budou sledovány u škály oportunně patogenních mikroorganismů (např. zástupci rodu Staphylococcus, Enterococcus). Součástí práce bude zaměření na zobrazovací metody umožňující lokalizaci heteroboranů v buňkách (SEM, TEM, SIMS) a s tím spojené studium mechanismů jejich působení, stejně jako sledování jejich vlivu na viabilitu buněk a produkci faktorů virulence.

Studium různých způsobů studeného chmelení piva

Dostálek Pavel, prof. Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
Jelínek Lukáš, Ing. Ph.D. ( Luk...@vscht.cz)
Studené chmelení piva se stává celosvětově velmi populární a také naše pivovary zkouší tuto techniku používat. Studené chmelení může být realizovano ve statickém a dynamickém provedení a jsou při ní používány speciální aromatické odrůdy chmele. Cílem této práce je vytypovat dostupné, zejména české odrůdy chmele použitelné pro studené chmelení a porovnat způsoby studeného chmelení a vybrat vhodný režim technologii a zařízení pro malé i velké pivovary.

Studium účinku netermálního plazmatu na morfologii a fyziologii biofilmových populací

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Scholtz Vladimír, doc. Ing. Ph.D. ( sch...@vscht.cz)
Velmi obvyklou formou růstu mikroorganismů je biofilm, jednodruhové či vícedruhové společenství buněk, charakteristické specifickou strukturou a fenotypem buněk, tvořící se na biologických a abiotických površích. Biofilmové populace mají o několik řádů zvýšenou odolnost vůči nepříznivým podmínkám vnějšího prostředí včetně rezistence k antibiotikům a dalším toxinům. V případě patogenních mikroorganismů to vede ke vzniku velmi obtížně léčitelných, často chronických infekčních onemocnění. V této souvislosti jsou hledány nástroje potlačující schopnost mikroorganismů kolonizovat povrchy, respektive způsobovat destrukci existujících biofilmů. Netermální plasma má prokázaný inhibiční účinek vůči živým buňkám. Cílem disertační práce je nalezení vlivu netermálního plazmatu na biofilmové populace různých skupin mikrobních taxonů, způsobu jeho aplikace a případného synergického působení v přítomnosti dalších chemických sloučenin s antibiofimovou aktivitou. Získané výsledky by se měly stát základem pro vznik systémů umožňujících cíleně a bezpečně potlačit vznik biofilmů zejména medicínské oblasti.

Syntéza kovových nanočástic pomocí mikroorganismů a rostlinných extraktů

Čejková Alena, prof. Ing. CSc. ( cej...@vscht.cz)
Maťátková Olga, doc. Ing. Ph.D. ( olg...@vscht.cz)
Vzhledem ke svým výjimečným fyzikálně-chemických vlastnostem patří kovové nanočástice k nejčastěji vyráběným typům nanomateriálů s širokým aplikačním potenciálem. Práce bude zaměřena na využití metabolismu mikroorganismů (bakterií a hub) a rostlinných extraktů pro intracelulární a extracelulární biosyntézu nanočástic kovů, které vykazují především antimikrobiální aktivitu. V závislosti na změně vnějších podmínek, růstové fázi aplikovaného mikroorganismu a typu prekurzoru kovu se otevírají široké možnosti biosyntézy nových nanočástic, které mohou mít různou velikost, tvar a povrchovou modifikaci. Antimikrobiální aktivita syntetizovaných nanočástic bude testována vůči vybraným oportunně patogenním mikroorganismům rostoucím v suspenzi a biofilmu.

Vliv exogenních faktorů na sporulaci u solventogenních klostridií

Patáková Petra, prof. Dr. Ing. ( pat...@vscht.cz)
Pro studium bude využíván nepatogenního kmen Clostridium beijerinckii NRRL B-598 a jeho mutanty, získávající energii zejména prostřednictvím tzv. ABE (aceton-butanol-etanolové) fermentace. Během kultivačních testů budou vhodnými kultivačními podmínkami navozeny následující situace – sporulace a současná tvorba rozpouštědel; tvorba rozpouštědel bez sporulace a tzv. stav degenerace (kmen netvoří rozpouštědla ani spory). Sporulace bude sledována na různých úrovních; jednak přímo pomocí vybraných mikroskopických (světelná a elektronová mikroskopie) a fluorescenčních technik (fluorescenční mikroskopie, cytometrie), dále nepřímými metodami jako je sledování exprese genů, zodpovědných za tvorbu proteinů v různých fázích sporulace pomocí qRT-PCR. Sledována bude i tvorba metabolitů, zejména kyselin, rozpouštědel a vodíku. Cílem práce bude nalézt rozhodující faktory, ovlivňující jak začátek, tak průběh sporulace, zjistit jaký je vztah mezi sporulací a tvorbou rozpouštědel a jaká je příčina tzv. degenerace kmene tj. stavu, při němž se netvoří ani rozpouštědla ani spory.

Využití Vitis vinifera jako zdroje biologicky aktivních látek

Maťátková Olga, doc. Ing. Ph.D. ( olg...@vscht.cz)
Kolouchová Irena, doc. Ing. Ph.D. ( ire...@vscht.cz)
Réva vinná, Vitis vinifera je rostlina syntetizující řadu biologicky aktivních látek. Jejich obsah je ovlivňován zatížením rostliny stresovými faktory, mezi které patří jak UV záření a mikrobiální napadení, tak různé způsoby biologické či chemické ochrany révy. Mezi nejprostudovanější biologicky aktivní látky révy patří stilben resveratrol a jeho deriváty. Tyto látky jsou studovány vzhledem k jejich potenciálním účinkům jako podpůrná forma léčby některých civilizačních onemocnění či jako potravinové doplňky. Tato práce bude zaměřena sledování obsahu biologicky aktivních látek (zejména s antioxidační aktivitou) v závislosti na různých technologických vinohradnických postupech a různých způsobech ochrany révy vinné. Dále bude sledováno ovlivnění množství biologicky aktivních látek ve víně pomocí použité technologie zpracování hroznů a typu použitých mikroorganismů pro kvašení.

Využití lignocelulózové biomasy jako suroviny pro biotechnologickou produkci biobutanolu

Melzoch Karel, prof. Ing. CSc. ( mel...@vscht.cz)
Branská Barbora, Ing. Ph.D. ( bar...@vscht.cz)
Cílem práce je výzkum a ověření fermentační výroby biobutanolu jako obnovitelného paliva 2. generace z nepotravinářských surovin. Budou testovány postupy zpracování rostlinné biomasy, která bude využita jako zdroj uhlíku a energie při formulaci komplexních médií na bázi lignocelulosových surovin a dalšího zdroje živin pro fermentační výrobu biobutanolu (např. odpady ze zemědělství či potravinářského průmyslu). Důležitým aspektem bude i ekonomická a energetická přijatelnost takového média. Současně se bude pracovat na zlepšení produkčních vlastností nepatogenních bakterií rodu Clostridium, které jako svůj hlavní metabolit produkují butan-1-ol, a na zvýšení jejich tolerance k produktu a inhibičním látkám, které mohou vznikat při předúpravě rostlinné biomasy. Testovány budou různé možnosti uspořádání, řízení a modelování fermentačního procesu a bude hodnocena jejich efektivita. Konečným cílem práce je navržení a ověření optimální technologie pro biotechnologickou produkci biobutanolu jako paliva 2. generace.

Vyhledávání a charakterizace nových metabolitů s alkylprolinovým motivem na základě in silico analýzy genomových dat

Masák Jan, prof. Ing. CSc. ( mas...@vscht.cz)
Kameník Zdeněk, Mgr. Ph.D.
Téma vychází z cíleného vyhledávání nových biosyntetických genových klastrů s využitím poznatků o biosyntéze alkylprolinových derivátů produkovaných bakteriemi z třídy Actinobacteria. Na základě analýzy těchto biosyntetických klastrů budou vybrané dráhy exprimovány pomocí tradičních i moderních přístupů (OSMAC, heterologní exprese, příprava mutantních kmenů s inaktivovanými geny, aktivace pomocí nízkomolekulárních látek). Nové metabolity budou izolovány z kultivačního média a podrobeny chemické analýze za účelem objasnění jejich struktur (kapalinová chromatografie, hmotnostní spektrometrie, nukleární magnetická rezonance) a u vybraných látek bude testována jejich biologická aktivita.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Chemie a analýza potravin

Studijní program: Chemie a technologie potravin (čtyřleté)

Biologicky aktivní látky rostlin a jejich změny v průběhu zpracování a skladování

Schulzová Věra, doc. Dr. Ing. ( sch...@vscht.cz)
Krmela Aleš, Ing. ( ale...@post.cz)
Biologicky aktivní látky rostlin mohou vykazovat pozitivní ale i negativní biologické účinky. Hladiny biologicky aktivních látek v rostlinách jsou závislé na druhu rostliny či podmínkách pěstování, ale jsou také ovlivněny podmínkami skladování a zpracování. Pro sledování jejich hladin a posouzení stability jsou využívány moderní analytické metody, založené především na technice ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s detekcí pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Pro hodnocení autenticity rostlinných surovin je aplikována technika metabolomického fingerprintingu s využitím sofistikovaných statistických metod pro vyhodnocení získaných dat.

Biologicky aktivní látky v potravinách snižující oxidační a karbonylový stres organismu

Cejpek Karel, doc. Dr. Ing. ( cej...@vscht.cz)
Tématem práce je studium těch složek potravin a nutraceutik, které významně snižují oxidačně-redukční potenciál potraviny nebo snižují množství reaktivních karbonylových sloučenin vznikajících při transformaci cukrů. Jedná se o redukční činidla a jiné antioxidanty a látky schopné reagovat s reaktivními karbonylovými sloučeninami (RCS), a to jak v potravinách, tak in vivo. RCS vznikají zejména jako produkty reakcí neenzymového hnědnutí (Maillardovy reakce) během zpracování potravin nebo produkty glykace in vivo, případně jako sekundární produkty oxidace lipidů. Cílem práce bude nalézt potraviny a nutraceutika, jejichž složky uvedené projevy významně potlačují, a tyto složky určit.

Inovativní strategie pro odhalování falšování a autentikaci potravin

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Doktorská práce realizovaná v rámci mezinárodního projektu se zaměří na aplikaci moderních instrumentálních metod, zejména vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie, pro analýzu potravinových surovin, potravin a doplňků stravy. Pro odhalení falšování a autentikaci vyšetřovaných vzorků bude aplikována strategie srovnání naměřených ‘otisků prstů ‘a profilů vybraných biomarkerů se záznamy v databázi, pro jejíž vytvoření budou využity plně charakterizované, autentické vzorky. V rámci projektu budou též hodnocena možná zdravotní rizika pro konzumenty související s falšováním.

Kritické zhodnocení potenciálu různých systémů plynová chromatografie - hmotnostní spektrometrie v analýze potravin

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Stupák Michal, Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Doktorská práce se zaměří na kritické zhodnocení pracovních charakteristik analytických metod při aplikaci různých uspořádání plynově chromatografického (GC) separačního systému a při využití různých typů hmotnostně spektrometrických (MS) analyzátorů. Pro separaci komplexních směsí bude testována dvourozměrná chromatografie (GCxGC), pro detekci pak budou využity tandemové analyzátory doby letu (Q-TOF) s vysokým rozlišením a dále analyzátory typu trojitý kvadrupol (QqQ). Aplikace se budou realizovat v oblasti hodnocení kvality, bezpečnosti a autenticity potravin. Zvláštní pozornost bude věnována metodám necíleného screeningu (´fingerprinting´/ profilování).

Metabolomika jako efektivní nástroj hodnocení kvality, autenticity a bezpečnosti potravin a přírodních surovin

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Dynamický rozvoj instrumentálních technik odvíjejících se od dostupnosti nových moderních technologií se promítá i do zásadní inovace analytických strategií pro hodnocení různých kvantitativních / kvalitativních parametrů vyšetřovaných matric. Doktorská práce se zaměří především na aplikaci necílového screeningu, která v současnosti významně doplňuje klasickou cílovou analýzu. V doktorské práce realizované v rámci mezinárodního projektu bude optimalizován postup ´metabolomického fingerprintingu´ využívajícího tandemovou vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrii i zpracování generovaných dat pomocí multi-dimensionálních chemometrických metod. Uvedené postupy umožní identifikovat nejen nové markery nutriční jakosti či autenticity, ale i detekovat nedeklarované složky, které mohou pro konzumenty představovat zdravotní riziko.

Metabolomika jako nástroj ilustrující procesy probíhající v potravinářsky významných rostlinách

Stránská Milena, doc. Ing. Ph.D. ( zac...@vscht.cz)
Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
V posledních deseti letech se stala metabolomika, komplexní analýza endogenních a exogenních sloučenin s nízkou molekulovou hmotností (až do přibližně 1500 Da), důležitým výzkumným nástrojem v oblasti potravinářství a zemědělství. V rámci navrhované disertační práce bude studován metabolom zemědělských rostlin v závislosti na interakcích s různými moderními biologickými / mikrobiologickými činidly (např. endofyty nebo biofungicidy), jejichž použití patří mezi aktuální témata současného zemědělsko-potravinářského výzkumu. Bude studován jejich vliv na produkci zdraví prospěšných bioaktivních látek a toxických sekundárních metabolitů, či vliv na celkový senzorický profil potravinářských surovin.

Nové strategie hodnocení expozice člověka různým látkám z prostředí

Pulkrabová Jana, doc. Ing. Ph.D. ( jan...@vscht.cz)
Práce bude sledovat současné trendy a požadavky na analýzu organických polutantů a bude se zaměřovat na vývoj nových, rychlých postupů pro jejich stanovení včetně jejich metabolitů. Pozornost bude věnována implementaci plynové a kapalinové chromatografie ve spojení s různými typy hmotnostní spektrometrie. Optimalizovány a kriticky zhodnoceny budou postupy jak pro cílovou, tak i necílovou analýzu. Vyvinuté postupy budou následně aplikovány v rámci studií zaměřených na lidský humánní biomonitoring.

Profilová charakterizace potravinářských produktů pomocí spektrálních metod

Poustka Jan, prof. Dr. Ing. ( pou...@vscht.cz)
Disertační práce je zaměřena na aplikaci vybraných spektrálních metod jako je infračervená spektrometrie nebo hmotnostní spektrometrie s cílem prohloubit možnosti rychlé a přesné charakterizace různých potravinářských produktů. Cílem práce je pro různé materiály vypracovat analytické postupy vhodné pro jejich charakterizaci tak, aby mohly být použity k jejich autentikaci nebo rozlišování např. podle původu nebo stupně technologického zpracování. V návaznosti na aplikované analytické metody budou pro zpracování dat také aplikovány pokročilé matematicko-statistické metody včetně multivariační analýzy dat, která umožňuje třídění do charakteristických skupin.

Protektivní látky vznikající de novo během zpracování potravin

Cejpek Karel, doc. Dr. Ing. ( cej...@vscht.cz)
Tématem práce je studium fyziologicky nebo technologicky žádoucích látek, které vznikají komplexními reakcemi neenzymového hnědnutí během zpracování potravin. Práce bude cílena zejména na ty produkty, které se významně podílejí na zvýšení redoxní stability a snižování hladin rizikových reaktivních karbonylových sloučenin v potravinách i organismu člověka. Cílem práce bude určit optimální podmínky vzniku těchto látek v potravinách a zjistit, jak lze přídavkem vhodných prekurzorů do potravin jejich množství zvyšovat a připravit tak funkční potraviny.

Rezidua pesticidů a jejich degradační produkty / metabolity v potravinových surovinách a produktech

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Suchanová Marie, Ing. Ph.D.
Používání pesticidních přípravků pro ochranu rostlin v řadě případů rezultuje v přenosu reziduí do potravního řetězce člověka a představovat tak zdravotní riziko. Doktorská práce se zaměří na zavádění modernách instrumentálních metod pro sledování reziduí pesticidů i jejich metabolitů či degradačních produktů v různých typech potravin, využity budou pro tento účel jak cílová analýza, tak i necílový screening. Pozornost se zaměří i na hodnocení expozice konzumentů reziduím pesticidů na základě analýz různých typů biologických materiálů. Realizovány budou i metabolomické studie, jejichž cílem bude posouzení vlivu pesticidů na kvalitu ošetřených plodin.

Studium změn fytokanabinoidů a dalších biologicky aktivních látek při výrobě a aplikaci produktů na bázi rostlin Cannabis sativa

Hajšlová Jana, prof. Ing. CSc. ( haj...@vscht.cz)
Rostliny Cannabis sativa obsahují řadu unikátních sloučenin, vedle kanabinoidů, je zde řada dalších biologicky aktivních sloučenin, které se podílejí na ´koktejlových´ efektech využívaných v různých aplikacích. Předmětem doktorské práce bude, s využitím špičkových instrumentálních technik, studium zastoupení širokého spektra těchto sloučenin a především charakterizace / identifikace produktů jejich transformace, ke kterým dochází účinkem různých biochemických či fyzikálně-chemických faktorů. Předmětem výzkumu též bude, v rámci spolupráce s experty v oblasti medicíny, i hodnocení vlivu směsi biologicky aktivních látek izolovaných konopí na metabolom exponovaných jedinců s cílem objasnit pozorované efekty.

Vliv technologického zpracování na nutriční hodnotu, obsah a složení minoritních lipofilních sloučenin ryb a výrobků z ryb s vyšším přirozeným obsahem polyenových mastných kyselin

Pánek Jan, doc. Ing. CSc. ( pan...@vscht.cz)
Doležal Marek, doc. Dr. Ing. ( dol...@vscht.cz)
V práci bude hodnocen vliv technologického zpracování na:
1. obsah a travitelnost proteinů, obsah tuku, rozsah oxidace tukového podílu, složení významných mastných kyselin
2. obsah lipofilních vitaminů a minoritních neobvyklých mastných kyselin
3. dynamiku tvorby oxidovaných mastných kyselin, těkavých karbonylových derivátů a oxysterolů
4. senzorickou jakost daného produktu
Pro hodnocení budou využity tyto technologické úpravy:
1. Mrazírenské a chladírenské skladování původní suroviny
2. Mrazírenské skladování předem tepelně upravených výrobků
3. Tepelné opracování suroviny imitující reálnou kulinární úpravu – vaření, vaření v páře, pečení, horkovzdušné zpracování, mikrovlnný ohřev, smažení
4. Moderní technologie pro zvýšení údržnosti potraviny – ohmický ohřev, pulsní elektrické pole, paskalizace, sušení, sušení za sníženého tlaku

Zlepšování výživové hodnoty potravin z pohledu rizikových tuků

Doležal Marek, doc. Dr. Ing. ( dol...@vscht.cz)
Pánek Jan, doc. Ing. CSc. ( pan...@vscht.cz)
Součástí práce bude monitoring složení tuků v různých potravinářských výrobcích a sledování možnosti náhrady tuku s nevýhodným složením mastných kyselin, především s vysokým obsahem nasycených a trans-nenasycených mastných kyselin, které negativně ovlivňují profil krevních lipidů. Cílem práce bude pro vybrané potravinářské výrobky, např. polevy a tukové náplně, nalézt vhodné alternativy k dodnes používaným parciálně ztuženým tukům nebo tukům s vysokým podílem nasycených mastných kyselin, jako jsou plně ztužené tuky a tuky tropických palem, především palmový a kokosový tuk. K posouzení změn chuti a především textury výrobků s upravenou recepturou budou použity metody senzorické analýzy.

2-Chlorpropan-1,3-diol v potravinách a reaktivita v modelových systémech

Doležal Marek, doc. Dr. Ing. ( dol...@vscht.cz)
Ilko Vojtěch, Ing. Ph.D. ( I...@vscht.cz)
Objev esterově vázaného 3-chlorpropan-1,2-diolu (3-MCPD) a glycidolu v rafinovaných jedlých olejích a dalších produktech inicioval jejich monitoring v mnoha státech Evropské unie. Práce bude zaměřena na studium reakčních mechanismů vedoucích ke vzniku dosud nedostatečně prozkoumaného isomeru 2-MCPD a jeho esterů s mastnými kyselinami v modelových systémech a v reálných potravinách. Znalost hlavních cest vzniku, produktů a reakční kinetiky (ovlivněných teplotou, časem, koncentrací reaktantů apod.) může pomoci předpovědět koncentrace těchto procesních v reálných matricích a pomoci nalézt vhodné detoxikační procesy.

Mikrobiologie

Studijní program: Mikrobiologie (čtyřleté)

Bakteriom potravinového řetězce a variabilita jeho rezistomu

Purkrtová Sabina, Ing. Ph.D. ( pur...@vscht.cz)
Vzrůstající výskyt rezistence bakterií k antibiotikům patří mezi závažné problémy 21. století. Výskyt rezistentních bakteriálních kmenů následně zužuje spektrum vhodných antibiotik použitelných pro léčbu i běžných bakteriálních infekcí a/nebo prevenci jejich vzniku např. v chirurgii. Mezi místa, kde nejčastěji dochází ke vzniku nových determinant rezistence k antibiotikům a/nebo jejich šíření (tzv. hot spots), patří čistírny odpadních vod, nemocnice, ale i potravinový řetězec. Trendem dnešní doby je proto vývoj a zavedení nových rychlých a spolehlivých, avšak dostatečně universálních a variabilních metod a metodických přístupů pro stanovení determinant rezistence k antibiotikům. Cílem práce bude studium variability rezistomu významných skupin bakterií vyskytujících se v potravinách a potravinovém řetězci obecně a vývoj odpovídajících nových metodických přístupů pro toto studium (zvláště pro metody MALDI-TOF MS a PCR).

Buněčná biologie těžkých kovů v makromycetách a mikrobiomy a asociovaná mikroflora hyperakumulujících druhů

Kotrba Pavel, prof. Ing. Ph.D. ( kot...@vscht.cz)
Říše Fungi hraje velmi významnou roli v environmentálních cyklech prvků. I proto je v posledních letech rostoucí pozornost věnována popisu mechanismů, které některým houbám umožňují akumulovat vysoké koncentrace kovů a polokovů. Jakkoliv je poměrně dobře známo, že asociované (symbiotické) populace prokaryot přináší houbám řadu fyziologických benefitů, problematika vztahů v systému houba-kov-prokaryota zůstává prakticky nedotčena. Náplní doktorské práce je studium “metalomu“ vybraných druhů hub na molekulární úrovni a charakterizace s nimi asociovaných prokaryotních taxonů. Práce se zaměří na vybrané hyperakumulující makromycety rodů Cystoderma, Amanita a Agaricus. S využitím moderních přístupů molekulární biologie, bioinformatiky a mikrobiologie by měly být charakterizovány specifické geny makromycet podmiňující toleranci vůči těžkým kovům a dále diverzita a složení prokaryotních komunit v plodnicích a mykosférách hub, s cílem získat komplexní a nové poznatky o detoxikaci přebytků těžkých kovů v makromycetách a o vzájemné souhře mezi hyperakumulátory a jejich mikroflórou v přirozeném prostředí. Uvedené badatelské aktivity jsou podporovány GAČR (projektem 19-06759S) a pro doktoranda je k dispozici pracovní úvazek na tomto projektu.

Interakce flavivirové genomové RNA s virovými proteiny

Rumlová Michaela, doc. Dr. Ing. ( Mic...@vscht.cz)
Dostálková Alžběta, Ing. ( alz...@gmail.com)
Flaviviry jsou RNA viry, jejichž zástupci, například DENV, ZIKV nebo TBEV, způsobují řadu velmi závažných onemocnění. Pro úspěšnou replikaci v infikované buňce musí flavivirové proteiny rozpoznat a vázat virovou genomovou RNA za sestavení virové částice. Strukturní mechanismy vedoucí k tomuto kroku však zůstávají neznámé. Hlavními cíli disertace jsou (i) charakterizace strukturně funkčních motivů flavivirové genomové RNA nutných pro rozpoznávání, vbalení a tvorbu nukleokapsidy, a (ii) analýza flavivirových proteinů, které se na tomto procesu podílejí. Pro tento účel bude použito široké spektrum moderních experimentálních přístupů: molekulárně-genetické přístupy jako je klonování, PCR, mutageneze pro přípravu konstruktů DNA, in vitro RNA transkripce, exprese a rekombinantních proteinů v bakteriálních a savčích buňkách a jejich purifikace, imunoprecipitace spojená se sekvenováním RNA (iCLIP), fluorescenční anizotropie, metoda optické pinzety, transmisní elektronová mikroskopie a další.

Mikrobiální kontaminace a její prevence u vybraných památek kulturního dědictví v České republice

Stiborová Hana, Ing. Ph.D. ( han...@vscht.cz)
Materiální kulturní dědictví zahrnuje památky a jiné hmotné výtvory člověka a je jedinečnou a nedílnou součástí naší kultury. Mikrobiální kontaminace a možné znehodnocení předmětů kulturního dědictví představuje hlavní riziko pro uchovávání těchto vzácných exponátů budoucím generacím. Cílem práce je zmapovat mikrobiální znečištění archivovaných památek jako jsou audiovizuální a písemné památky a dále monitorovat prostředí vybraných depozitářů a archivů v České republice, ve kterých jsou tyto archiválie uchovávány. Mikrobiální kontaminace a event. degradace cílových objektů bude sledována z hlediska několika faktorů, jako jsou složení a původ materiálu, klimatické podmínky v daném depozitáři a prevence a četnost ochranných opatření. Přítomnost mikroorganismů, vliv dezinfekce a její účinnost bude sledována především pomocí metagenomických analýz tak, aby bylo možné vyhodnotit kultivovatelné i nekultivovatelné mikroorganismy a výsledky budou porovnány s klasickými kultivačními metodami.

Optimalizace tvorby sekundárních metabolitů s antimikrobiálními účinky u bakterií

Lovecká Petra, doc. Ing. Ph.D. ( lov...@vscht.cz)
Vzhledem k přibývající rezistenci mikroorganismů proti dostupným antibiotikům a
nesprávnému užívání antibiotik v zemědělských chovech, je cílem této práce izolovat
mikroorganismy produkující sekundární metabolity s antimikrobiální aktivitou proti
vybraným patogenním mikroorganismům. U vybraných izolovaných mikroorganismů je cílem
dále sledovat antimikrobiální aktivitu intracelulárních a extracelulárních látek proti vybraným
patogenům a optimalizovat produkci těchto sekundárních metabolitů s antimikrobiální
aktivitou.
Hlavním výzkumným cílem je optimalizovat složení kultivačního prostředí i kultivačních
podmínek s využitím statistických nástrojů (Box-Behnken design, Plackett-Burmanovo
uspořádání) pro zvýšení účinnosti produkce antimikrobiálních látek.

Studium biologických aktivit extraktů z rostlinných materiálů

Lovecká Petra, doc. Ing. Ph.D. ( lov...@vscht.cz)
i Rostliny jsou významným zdrojem nových biologicky aktivních látek, které mohou v budoucnosti nahradit syntetické preparáty hojně využívané nejen v humánní medicíně, ale i v zemědělství a dalších oblastech potravinářského průmyslu. Práce bude zaměřena na výběr vhodného rostlinného druhu, izolaci a identifikaci účinných složek rostlinného materiálu. Charakterizace biologických aktivit bude provedena rozsáhlou baterii testů na prokaryotních a eukaryotních buňkách.

Valorizace pevných odpadů a jejich využítí pro zlepšení vlastností půdy

Stiborová Hana, Ing. Ph.D. ( han...@vscht.cz)
Jeden z hlavních konceptů cirkulární ekonomiky je využití odpadů, tak aby mohly být opětovně navráceny do prostředí (půdy), tak aby ji neznehodnotily, ale zlepšily její vlastnosti. Jedna z možností je termochemická přeměna odpadních organických látek na biochar. Současné poznatky o chování biocharu v půdě jsou ale velmi nejednoznačné a vzájemný vztah půda-biochar je ovlivněn mnoha faktory, jako jsou půdní prostředí, obsah živin, ale i vlastnostmi biocharu, které jsou dány vstupním materiálem a jeho přípravou. Cílem práce je objasnění vlivů různých typů biocharu s rozdílnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi nejenom na půdní mikrobiom, ale také na endofytní a rhizosferní mikroorganismy.

Vztah endofytní mikroflory a metabolomu rostlin

Lovecká Petra, doc. Ing. Ph.D. ( lov...@vscht.cz)
V poslední době je předmětem intenzivního vědeckého zájmu výzkum zaměřený na studium neobvyklých přírodních zdrojů a neprozkoumaných míst výskytu mikroorganismů. Bylo prokázáno, že vztahy endofytních bakterií a mikroskopických vláknitých hub s rostlinami mají velký potenciál vytvářet nové vzácné sekundární metabolity s jedinečnými zdraví prospěšnými, technologickými a nutričními vlastnosti. Podstatou práce bude studium vzájemných vztahů mezi mikrobiálními endofyty a rostlinami vinné révy (Vitis vinifera L)., pěstovaných za podmínek konvenčního a ekologického zemědělství. K tomu budou využity pokročilé nástroje moderní analytické chemie – metabolomický fingerprinting / profilování pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Bude posuzován i potenciál endofytů bránit růstu patogenních vláknitých hub a tvorbě mykotoxinů.

Organická chemie

Studijní program: Chemie (čtyřletá)

Chemoenzymatická a organická syntéza C-galaktofuranosidů

Parkan Kamil, Ing. Ph.D. ( par...@vscht.cz)
Glykokonjugáty jsou zajímavé přírodní látky, které se učásní mnoha biologických procesů; zejména při buněčné komunikaci a molekulárním rozpoznávání. Většina přírodních sacharidů se v přírodě vyskytuje v pyranosové formě s šestičlenýn kruhem. Na druhou stranu, u patogeních mikroorganismů (Mycobacteria, Leishmania nebo Aspergillus) se čast znich vyskytuje ve furanosové formě. Z důvodu většího porozumnění jejich funkce, ale i jejich možného využití jako antiparazitik, je sytéza furanosidů velice zajímavá. Již dříve byly testovány různé galaktofuranosylové deriváty proti kmenům Mycobacteria nebo Leishmania. V týmu Rennes například prokázali, že alkylfuranosid, oktyl-β-d-galaktofuranosid je schopen inhibovat proliferaci jak Mycobacteria, tak Leishmania při koncentraci 9 - 850 mmol.L-1. Nicméně kvůli chemické a enzymatické hydrolýze O-glykosidové vazby, aktivita těchto glykofuranolipidu rychle klesá. Abychom eliminovaly tento problém, bude snahou tohoto projektu připravit jejich stabilnější C-glykosidová analoga.
Cílem tohoto projektu (Double degree Ph.D.) je vývoj dvou paralelních přístupů pro syntézu C-glykofuranosidů. První znich, je založen na klasické organické syntéze C-glykosidů pomocí cross-coupling reakcí, která byla vyvynuta v naší laboratoři na VŠCHT Praha. Druhý přístup bude zaměřen na biokatalyzovanou C-glykosylaci, která byla vyvinutá Dr. Laurent Legentil v ENSC Rennes.
Připravené C-glykofuranosidy budou následně testovaný pro jejich bakteriostatické vlastnosti na dvou patogeních (Mycobacteria smegmatisLeishmania torentulae) a dvou nepatogenních mikroorganismech (Mycobacteria tuberculosisLeishmania donovani).

Chirální separace nových psychoaktivních substancí v superkritické fluidní chromatografii s hmotnostní detekcí

Kuchař Martin, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
Kohout Michal, doc. Ing. Ph.D. ( mic...@vscht.cz)
Práce je zaměřena na využití superkritické fluidní chromatografie spřažené s hmotností detekcí k chirální separaci nových psychoaktivních látek, především syntetických katinonů a disociativních anestetik. Pro chirální separaci budou využity jak komerční chirální kolony, tak i nové chirální stacionární fáze připravené v naší laboratoři. Chromatografické podmínky budou pro každou chirální stacionární fázi optimalizovány tak, aby bylo dosaženo nejlepšího možného rozlišení enantiomerů. Bude studován vliv organických modifikátorů superkritického oxidu uhličitého, pufrů, zpětného tlaku a teploty na vlastní separaci a přídavku make-up solventu, jeho množství a koncentrace aditiv na citlivost hmotnostního detektoru. Výsledky studie prohloubí znalosti o mechanismu chirální separace nových psychoaktivních látek v superkritické fluidní chromatografii. Vyvinuté separační metody budou využity pro identifikaci enantiomerů těchto látek v biologických vzorcích.

Metody stanovení diagnosticky významných deoxykortikosteroidů

Lapčík Oldřich, prof. Dr. RNDr. ( lap...@vscht.cz)
Kofroňová Edita, Mgr. Ph.D. ( edi...@centrum.cz)

Modelování interakcí syntetických amfetaminů s receptory

Raich Ivan, doc. Dr. Ing. ( Iva...@vscht.cz)
Receptory interagující s drogami a dalšími psychoaktivními látkami, jejich klasifikace a způsob vazby substrátu hrají důležitou roli při objasňování jejich účinku. Techniky molekulového modelování pomáhají objasnit strukturní a stereochemické aspekty těchto interakcí, což může mít i terapeutický význam.
Práce se u nejběžnějších amfetaminů z kriminalistické praxe pokusí detailně popsat interakce těchto látek se serotoninovými receptory, kvantifikovat sílu těchto interakcí a odvodit detailnější informace o vztahu mezi strukturou a aktivitou.

Nanočásticové senzory pro detekci vybraných farmak

Lapčík Oldřich, prof. Dr. RNDr. ( lap...@vscht.cz)
Ledvina Miroslav, RNDr. CSc. ( led...@vscht.cz)

Přírodní isoprenoidní inhibitory ATPas

Drašar Pavel, prof. RNDr. DSc. ( dra...@vscht.cz)
Jurášek Michal, Ing. Ph.D. ( jur...@vscht.cz)
Steroidní kardiotonika, známá skupina sloučenin s aktivitou ovlinňující ATPasy, jsou v poslední době zvažována v rámci repurposingu i jako možné protirakovinné látky. Vzhledem k tomu, že i v oblasti terpenů, najmě seskviterpenů, se vyskytují látky s významnou aktivitou ovlivnění homeostázy vápníku a dalších iontů se jeví jako významné pokusit se najít souvislost, případně souvztažnost mezi oběma dosud nespojovanými skupinami látek.
Zásady: 1. Vypracovat rešerši na dané tema.
2. Vyhodnotit literární údaje.
3. Připravit modelová srovnání.
4. Pokusit se připravit serii derivátů reálných přírodních vzorků s různou strukturní charakteristikou.
5. Prostudovat výsledky a případně modifikovat strukturní typy.
6. Vyhodnotit výsledky práce i získané poznatky a připravit podklady pro publikace.

Reprezentace rozpouštědel při kvantově chemických výpočtech spektrálních a chiroptických vlastností bioorganických molekul

Raich Ivan, doc. Dr. Ing. ( Iva...@vscht.cz)
Kvantově-chemickými výpočty lze v současnosti rutinně predikovat spektrální (NMR, IČ a další) a chiroptické vlastnosti (optická otáčivost, CD, ORD) malých molekul ve vakuu. Avšak pro větší, biologicky zajímavé, molekuly je shoda s experimentálními daty většinou nedostatečná. Stejně tak zanedbání rozpouštědla bývá velmi často příliš hrubou aproximací, která přispívá k horší shodě s experimentálními daty. Běžné použití implicitního rozpouštědla prostřednictvím různých solvatačních modelů řeší tento problém jen částečně.
Zamýšlený projekt se chce reprezentaci především nevodných rozpouštědel při QM výpočtech věnovat systematicky a cílem je najít postup, který v přijatelném čase umožní zahrnout do zmiňovaných výpočtů explicitní molekuly rozpouštědla. K detailnímu zjišťování pozic molekul rozpouštědel bude využita molekulární dynamika a do výpočtů spektrálních a chiroptických vlastností budou molekuly rozpouštědla (v závislosti na jejich počtu) zahrnuty buď přímo nebo s využitím hybridních QM/MM metod.

Studium taxonomické distribuce biologicky aktivních tryptaminů

Lapčík Oldřich, prof. Dr. RNDr. ( lap...@vscht.cz)
Kuchař Martin, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)

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.

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.

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.

Metabolomické mapování modelových organismů a jejich aplikace při studiu přeprogramování metabolismu vlivem endogenních a exogenních faktorů

Šimek Petr, RNDr. CSc. ( s...@bclab.eu)
Mapování metabolitů technikami hmotnostní spektrometrie představuje moderní, efektivní nástroj ve výzkumu metabolismu modelových organismů s popsaným genomem jako je octomilka, Drosophila melanogaster, její mutageny a další příbuzné druhy v čeledi Drosophilidae. Hlavní cíle práce představují: (a) optimalizace protokolů pro přípravu vzorků buněčných kultur, tekutin a tkání k analýze metabolitů centrálního metabolismu, (b) studium stability významných kofaktorů jako jsou NAD+, NADH a kritických metabolitů TCA cyklu a glykolýzy a (c) optimalizace nástrojů pro zpracování a vytěžování komplexních metabolomických dat. Tyto metabolomické metody budou aplikovány ve výzkumu metabolismu modelových živočišných organismů. Výsledky práce by měly přispět k hlubšímu pochopení biochemických dějů, které vedou k přeprogramování metabolismu vlivem endogenních faktorů (cílená genetická mutace) nebo změnou vnějších podmínek (environmentální stres). Vypracování práce bude finančně podpořeno mezinárodními výzkumnými projekty BYCZ118 a ATCZ52. Student absolvuje stáže na Ústavu Analytické chemie JKU v Linci (Rakousko) a na Ústavu funkční genomiky na univerzitě v Regensburgu (Německo).
Biologické centrum AV ČR, v. v. i., 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.

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.

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.

Specifická glykomimetika v prognostice a terapii rakovinných onemocnění

Wimmer Zdeněk, prof. Ing. DrSc. ( Zde...@vscht.cz)
Bojarova Pavla, RNDr. Ph.D. ( boj...@biomed.cas.cz)
Galektiny jsou živočišné lektiny s afinitou k [beta]-D-galaktosidům, které se in vivo účastní např. kancerogeneze, metastatických procesů, imunitní odpovědi na nádorové bujení a dalších patogenních procesů spojených s rakovinou. Koncentrace extracelulárních galektinů in vivo signifikantně stoupá v souvislosti s nádorovým bujením, a proto je lze využít jako diagnostické markery u mnoha typů rakovin, např. kolorektálního karcinomu. Cílená inhibice extracelulárních galektinů je jedním z nových perspektivních terapeutických přístupů k léčbě patologií spojených s jejich nadprodukcí. Řada recentních strukturně-funkčních studií umožnila detailně rozpoznat strukturní požadavky jednotlivých galektinů na vysokou afinitu a selektivitu jejich ligandů. Aviditu specifických glykomimetik k vybraným galektinům lze výrazně zvýšit pomocí multivalentní prezentace.
Cílem práce je příprava multivalentních nanomateriálů nesoucích specifická glykomimetika s vysokou selektivitou a afinitou vůči vybraným galektinům. Inhibiční a vazebný účinek těchto glyko-nanomateriálů vůči galektinům, zvláště galektinu-1 a -3, bude testován in vitro metodami ELISA a povrchové plazmové resonance (SPR) s rekombinantními galektiny a v další fázi i s vybranými kulturami rakovinných buněk.
Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

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

Jahn Ullrich, Dr. habil. ( j...@uochb.cas.cz)
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 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.

Technologie potravin

Studijní program: Chemie a technologie potravin (čtyřleté)

Antimikrobiální a antioxidační účinek cyklických karboxylových kyselin a jejich derivátů

Šmidrkal Jan, prof. Ing. CSc. ( jan...@vscht.cz)
Hrádková Iveta, Ing. Ph.D. ( ive...@vscht.cz)
Antimikrobiální a antioxidační sloučeniny zvyšují trvanlivost a stabilitu potravin a kosmetických přípravků. Některé tyto látky mají vedlejší nežádoucí účinky na lidské zdraví, například v kosmetických přípravcích se omezuje používání kyseliny 4-hydroxybenzoové a jejích alkyesterů.
Cílem práce je navržení struktur nových cyklických karboxylových kyselin a jejich derivátů, jejich syntéza a stanovení jejich mikrobicidních a antioxidačních vlastností.

Bezpečnost obalů potravin

Čížková Helena, doc. Ing. Ph.D. ( hel...@vscht.cz)
Vápenka Lukáš, Ing. Ph.D. ( VAP...@vscht.cz)
Možnost kontaminace potravin složkami obalových materiálů představuje patrně nejvýznamnější hygienický problém balení potravin. Práce bude zaměřena na identifikaci a kvantifikaci vybraných kontaminantů (nezáměrně přidávané látky, nové typy bisfenolů a změkčovadel, mikročástice a nanočástice) vyskytujících se v obalech potravin a na stanovení jejich migrace do potravin. Součástí práce bude i vývoj analytických metod jejich stanovení a posouzení zdravotního rizika vyplývajícího z nálezů kontaminujících látek.

Fermentační procesy pro přípravu hypoalergenních produktů s vysokou nutriční hodnotou a pro eliminaci sacharidů ze skupiny FODMAPs

Sinica Andrej, doc. Mgr. Ph.D. ( sin...@vscht.cz)
Skřivan Pavel, Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
V posledních letech se do popředí zájmu výzkumu a provozních aplikací dostávají hypoalergenní cereálie, pseudocereálie a luštěniny, jako suroviny pro výrobu nových typů cereálních výrobků. Cílem této práce je laboratorní testování a poloprovozní prověření různých možností fermentace moučných suspenzí a dalších materiálů, případně izolovaného proteinového podílu přirozeně hypoalergenních cereálí, pseudocereálií a luštěnin (proso, pohanka, quinoa, amarant, hrách, fazole, čočka) a případný vývoj nových hypoalergenních produktů z těchto zdrojů. Pozornost bude věnována také vlivu vhodně zvolené fermentace na dynamiku prolaminových a glutelinových frakcí cereálií rodů Triticum, Secale, HordeumAvena. Zkoumán bude dále také vliv vhodně zvolené fermentace na obsah a dynamiku raffinosy, stachyosy a dalších oligosacharidů vybraných cereálíí, pseudocereálií a luštěnin. V návaznosti na výsledky tohoto zkoumání bude prováděn vývoj nových fermentovaných produktů vhodných pro výživu osob trpících syndromem dráždivého tračníku (IBS).

Frakcionace prebiotických galaktooligosacharidů a jejich aplikační vlasnosti

Čurda Ladislav, doc. Ing. CSc. ( cur...@vscht.cz)
Galaktooligosacharidy (GOS) připravené transgalaktosylací z laktosy pomocí β-galaktosidasy obsahují velké množství monosacharidů a také nezreagovanou laktosu. Obsah GOS v komerčních produktech je jen výjimečně vyšší než 50 %. Izolací GOS lze získat produkt s vysokou přidanou hodnotou, produkce GOS se přitom každoročně zvyšuje o více než 10 %. Pro sledování vlastností připravených GOS je nutné je frakcionovat v preparativním měřítku, např. s využitím preparativní chromatografie. Cílem práce proto nejprve bude zvolit vhodné uspořádání enzymové reakce, které zajistí maximální výtěžek GOS a minimální obsah zbytkové laktosy. Získané GOS budou izolovány a rozděleny na frakce s různým stupněm polymerace, popř. i podle struktury. U těchto frakcí budou sledovány prebiotické a další vlastnosti důležité pro aplikaci do fermentovaných výrobků.

Charakteristika a funkční vlastnosti kvasů s laktobacily

Plocková Milada, doc. Ing. CSc. ( plo...@vscht.cz)
Horáčková Šárka, Ing. CSc. ( sar...@vscht.cz)
Kvasy jsou stále více využívány v současné výrobě pekárenských produktů z důvodů celé řady jejich pozitivních funkčních vlastností. Jsou to fermentované směsi vody a různých typů mouky. Uplatňuje se v nich metabolická aktivita kvasinek a zvláště různých druhů rodu Lactobacillus, jako je mléčné kvašení, proteolýza a syntéza senzoricky významných látek spolu s produkcí látek zamezujících následné mikrobiální kontaminaci výrobků.
Cílem práce bude příprava a porovnání kvasů z různých obilovin a pseudoobilovin a jejich analytické a výživové zhodnocení. Pozornost bude věnována přítomnosti jednotlivých skupin mikroorganismů se zaměřením na rod Lactobacillus, charakterizaci nově izolovaných kmenů s důrazem na jejich antibakteriální a antifungální aktivitu. Dále bude posuzován vliv přítomné mikroflóry na kvalitu připravených kvasů, těsta a pečiva, zvláště na sledování změn polysacharidů a stárnutí pečiva s přídavky různých druhů kvasů.

Inovace potravin na bázi mléčně kysané zeleniny a ovoce

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Horsáková Iveta, Ing. Ph.D. ( ive...@vscht.cz)
Mléčně kysané potraviny jsou známy po staletí. Díky své dlouhé údržnosti, zvýšené nutriční hodnotě, požadovaným senzorickým vlastnostem, a také nenáročné a levné přípravě, se staly celosvětově velmi oblíbené. Tato práce je zaměřena na přípravu mléčně kysaných výrobků ze zeleniny a ovoce a na možnosti rozšíření tohoto sortimentu výrobků. Konkrétně bude zjišťována zkvasitelnost jednotlivých druhů zeleniny nebo ovoce, včetně jejich směsí, s ohledem na senzorické vlastnosti finálních výrobků. Zjišťován bude také vliv přídavku probiotických a startovacích kultur na vybrané kvalitativní vlastnosti výrobků. Během fermentačních procesů budou sledovány charakteristické změny, a to prostřednictvím chemických, mikrobiologických a senzorických parametrů.

Metody účinného jištění zdravotní bezpečnosti, technologické nezávadnosti a jakosti nealkoholických nápojů

Čížková Helena, doc. Ing. Ph.D. ( hel...@vscht.cz)
Šviráková Eva, Ing. Ph.D. ( svi...@vscht.cz)
V potravinářském průmyslu představují bakterie octového kvašení, řazené do čeledi Acetobacteraceae, zdravotně i technologicky nežádoucí bakterie často kontaminující nealkoholické nápoje ochucené i neochucené na různých bázích. U kontaminovaných nápojů se snížená jakost projevuje vznikem závažných senzorických vad. Co se týká oblasti lidských zdrojů, druhy Acetobacter cibinongensis, Asaia borogensis, Asaia lannensis, Gluconobacter frauterii mají statut oportunních patogenů způsobujících vážné nozokomiální infekce u imunokompromitovaných osob. Disertační práce je zaměřena na detekci, charakterizaci a identifikaci bakterií octového kvašení izolovaných z nealkoholických nápojů a výrobního prostředí s využitím klasických a moderních mikrobiologických metod. Cílem práce je přispět k precizaci laboratorní kontroly nealkoholických nápojů při eliminaci výskytu nežádoucích bakterií ovlivňujících zdravotní bezpečnost, jakost a trvanlivost.

Možnosti fortifikace potravin o vybrané nutričně cenné látky

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Tláskal Petr, MUDr. CSc.
Problematika zdravé výživy je velmi komplexním tématem vyžadujícím spolupráci expertů z mnoha odvětví. Výživová doporučení se v dnešní době nezaměřují pouze na prevenci onemocnění, ale stále častěji se zaměřují na prevenci chronických onemocnění. Velká část populace by chtěla využít možnosti profylaxe výživou, ale není ochotna k výrazné změně svých stravovacích návyků. Navíc i přes snahu dodržovat zásady zdravé výživy může docházet k deficitnímu příjmu vybraných nutričně cenných složek jako je vápník, vitamin E, kyselina listová, jod, ω-3mastné kyseliny apod. Možným řešením tohoto problému je podávání suplementů, které má jistá rizika s předávkováním a dále cílená fortifikace potravin. Cílem této disertační práce bude zhodnotit potřebnost a rizika fortifikací potravin v podmínkách ČR a následně realizovat fortifikace vybraných potravin o nutričně hodnotné složky. Zvláštní zřetel bude kladen na problematiku výživy osob se speciálními výživovými požadavky (těhotné ženy, děti, senioři atd.).

Možnosti snižování ekologické zátěže při používání materiálů pro kontakt s potravinami na jedno použití

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Vápenka Lukáš, Ing. Ph.D. ( VAP...@vscht.cz)
S rostoucím ekologickým vnímáním veřejnosti se dopad vlivu obalových materiálů na životní prostředí stává jedním z významných témat vývoje obalové techniky. V rámci této práce bude řešena komplexní problematika používání jednorázových materiálů (sáčky na pečivo, přebaly ovoce a zeleniny) pro kontakt s potravinami. Práce bude vycházet z dostupných dat a informací, která jsou součástí tzv. Posouzení životního cyklu materiálu. Na základě těchto dat bude nalezena optimální náhrada těchto materiálů. Součástí této práce budou i zkoušky těchto nových materiálů zahrnující testování jejich funkčních parametrů (propustnost pro vlhkost a kyslík, mechanické a optické vlastnosti) a bezpečnosti (zkoušky celkové a specifické migrace).

Nanočástice škrobu – příprava a aplikace

Šárka Evžen, doc. Ing. CSc. ( evz...@vscht.cz)
Anotace (v českém jazyce): Nanočástice na bázi škrobu, které jsou v současnosti široce zkoumány, mohou být použity jako plniva a výztuž v polymerních kompozitech, nosiče pro aktivní transport léčiv, bariérové potahované materiály a stabilizátory v emulsích o/v. Přídavek nanokrystalů škrobu různého botanického původu do biodegradabilních plastů zlepšil bariérové a mechanické vlastnosti rezultujících materiálů. Doktorská práce je zaměřena na přípravu nanočástic škrobu a jejich potenciální využití.

Návrh a simulace separačního procesu pro odstraňování barevných látek z roztoků sacharidů.

Bubník Zdeněk, prof. Ing. CSc. ( bub...@vscht.cz)
Henke Svatopluk, Ing. Ph.D. ( sva...@vscht.cz)
Barva cukerných roztoků je jednou ze základních sledovaných veličin cukrovarnické výroby. Při snižování obsahu barevných látek v cukerné šťávě se v klasické výrobě bílého cukru z řepy využívá vápenného mléka a oxidu uhličitého. Tyto metody jsou energeticky náročné a kladou vysoké nároky na životní prostředí. Proto je v současné době předmětem zájmu nahradit klasický epurační proces jinými především fyzikálními metodami, např. membránovými a chromatografickými procesy. Práce je zaměřena na testování nových membránových a chromatografických separačních metod s cílem snížit koncentraci barevných látek v cukerných roztocích. Cílem práce je navrhnout optimální postup pro snížení barvy finálního výrobku, včetně zpracování vedlejších a odpadních produktů. Součástí výsledku by měl být i matematický model celého procesu, který bude sloužit jako podklad pro vytvoření řídicího systému.

Návrh nových receptur čokoládových výrobků a cukrovinek s přídatnými látkami a jejich fyzikálně-chemické a senzorické hodnocení

Čopíková Jana, prof. Ing. CSc. ( cop...@vscht.cz)
Sinica Andrej, doc. Mgr. Ph.D. ( sin...@vscht.cz)
Práce bude spočívat v návrhu perspektivních receptur čokoládových výrobků a cukrovinek s přídatnými látkami, které vyhovují současné potravinářské legislativě. Nové materiály budou hodnoceny moderními fyzikálně-chemickými metodami spolu se senzorickou analýzou.

Návrh nových technologií založených na kombinaci chromatografické a membránové separace pro izolaci vybraných složek z potravinářských nebo zemědělských produktů a meziproduktů.

Hinková Andrea, Ing. Ph.D. ( hin...@vscht.cz)
Henke Svatopluk, Ing. Ph.D. ( sva...@vscht.cz)
V posledních letech dochází k prudkému rozvoji nových technologií, které umožňují šetrnější zpracování surovin, zhodnocení a další využití vedlejších produktů a materiálů, které byly dříve považovány za odpad. Takovými technikami jsou membránové separační procesy (například nanofiltrace a ultrafiltrace), které ve spojení s kontinuální chromatografickou separací se simulovaným tokem stacionární fáze (SMB) přestavují velmi účinný nástroj pro izolaci cenných látek a zlepšení ekonomiky výrobního procesu. Tato práce se bude zabývat propojením dvou separačních metod – chromatografie a membránové filtrace. Z hlediska možné synergie budou zkoumána různá propojení výše uvedených metod do jednoho systému s pomocí matematických modelů a experimentálních měření. Aplikačně bude práce zacílena na produkty a meziprodukty klasických potravinářských výrob s cílem vybranou cennou látku izolovat, na navržení možných náhrad klasických separačních metod moderními a na izolaci cenných látek ze speciálně vyrobených modelových směsí.

Optimalizace výroby fermentovaných potravin

Ševčík Rudolf, doc. Ing. Ph.D. ( sev...@vscht.cz)
Projekt bude zaměřen na vývoj a optimalizaci výroby fermentovaných potravin (masných výrobků a produktů z ovoce a zeleniny). Základní faktory ovlivňující kvalitu a bezpečnost fermentovaných výrobků, jako jsou: startovací kultury, kvalita použitých surovin, mikrobiální kontaminace surovin, receptura, technologický postup, podmínky fermentace a podmínky balení a distribuce. V rámci projektu budou vyvíjeny nové receptury a optimalizovány postupy výroby včetně výběru a dávkování vhodných startovacích kultur, balení a distribuce fermentovaných výrobků z masa, ovoce a zeleniny. Jednotlivé technologické postupy budou v rámci projektu optimalizovány, jak v poloprovozních podmínkách, tak u výrobců fermentovaných potravin.

Příprava a vlastností oleogelů

Filip Vladimír, prof. Ing. CSc. ( fil...@vscht.cz)
Berčíková Markéta, Ing. Ph.D. ( mar...@vscht.cz)
V posledních letech se objevuje termín oleogel. Více známým pojmem jsou hydrogely, kdy gelátor a spojité prostředí jsou hydrofilní povahy, zatímco v případě oleogelů jsou obě složky gelu hydrofobní povahy, kapalnou složku tvoří např. rostlinný olej. K vytvoření oleogelů se používají tzv. nízkomolekulární strukturanty, které jsou schopné již při nízké koncentraci tvořit gel. Oleogely mohou nalézt využití v potravinářství, kdy jejich výhodou je nízký obsah nasycených tuků, jejichž spotřeba se dlouhodobě omezuje. Dále jsou oleogely využívány v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu, zde jde o aplikační formu. Pro vybrané aplikace musí oleogel splňovat požadované fyzikální a aplikační vlastnosti.
Experimentální část práce bude zaměřena na možnosti strukturování rostlinného oleje látkami obsaženými v přírodních voscích. Frakcionací přírodních vosků budou izolovány konkrétní látky zodpovědné za vytváření struktury gelu v oleji při nízké koncentraci a navržena příprava vhodných gelotvorných látek z obnovitelných surovin.

Stabilizace a modifikace potravinářských přídatných látek a nutraceutik katalytickou hydrogenací

Filip Vladimír, prof. Ing. CSc. ( fil...@vscht.cz)
Kyselka Jan, Ing. Ph.D. ( KYS...@vscht.cz)
Totální katalytická hydrogenace rostlinných olejů a tuků je základním způsobem chemické modifikace a stabilizace plně hydrogenovaných tukových výrobků. Katalytická hydrogenace se využívá při výrobě fytostanolů, stabilizovaných chmelových přípravků, cukerných alkoholů a modifikovaných lignanů, které jsou důležitými nutraceutiky a potravinářskými přídatnými látkami. Hydrogenované fytostanoly a chmelové přípravky jsou vysoce oxidačně stabilní, současně se zlepšují jejich funkční vlastnosti. Požadovaným produktem totální hydrogenace fytosterolů jsou nasycené deriváty stigmastanolu a kampestanolu, v případě modifikovaných chmelových přípravků jsou produkty hydrogenované iso-a-hořké kyseliny, které stabilizují pivní pěnu a mají vyšší senzorickou hořkost. Hydrogenolýza hydroxylové skupiny a izomerační reakce jsou nežádoucí reakce, při kterých vznikají deriváty stigmastan-3-onu, kampestan-3-onu, stigmastanu, kampestanu, Δ5-stigmastenu a degradačních produktů iso-a-hořkých kyselin. Hydrogenolýza je naopak žádoucí v případě lignanů, například hydroxymatairesinolu. Cílem práce je optimalizace laboratorní a poloprovozní hydrogenace rostlinných sterolů, chmelových přípravků a lignanů. Dalším krokem bude syntéza vybraných vedlejších produktů hydrogenace fytosterolů, iso-a-hořkých kyselin a lignanů.

Stanovení botanického původu medu

Čížková Helena, doc. Ing. Ph.D. ( hel...@vscht.cz)
Cílem projektu je vypracovat metodiku pro průkaz autentického medu a položit základy ke klasifikaci medu dle botanického původu (květový, medovicový, jednodruhový, smíšený)a geografické lokality v rámci ČR. Průkaz bude založený na hodnocení charakteristických znaků medu (mikroskopická pylová analýza, stanovení profilu sacharidů a těkavých látek pomocí chromatografických technik, základní fyzikálně-chemické parametry). Experimentální práce bude probíhat ve spolupráci s Výzkumným ústavem včelařským a za podpory Národní agentury pro zemědělský výzkum a Státní zemědělské a potravinářské inspekce.

Systémy aktivního balení

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Vápenka Lukáš, Ing. Ph.D. ( VAP...@vscht.cz)
Jednou z možností jak prodloužit trvanlivost potravin je využití systémů aktivního balení založených na pozitivním působení látek, které jsou součástí obalového materiálu. Práce bude zaměřena na vývoj a přípravu nových obalových materiálů s antimikrobiálními vlastnostmi a to především inkorporací případně imobilizací antimikrobiálně působících činidel (nanočástice, bakteriociny, enzymy a extrakty z koření) do materiálu obalu. V rámci této práce budou antimikrobiální vlastnosti dlouhodobě testovány na vybraných mikroorganismech, přičemž budou provedeny i testy na samotných potravinách. U materiálů budou taktéž stanoveny jejich základní funkční parametry (propustnost pro vlhkost a kyslík, mechanické a optické vlastnosti).

Technologické postupy optimalizace obsahu a využitelnosti bioaktivních látek v primárních cereálních produktech

Sinica Andrej, doc. Mgr. Ph.D. ( sin...@vscht.cz)
Skřivan Pavel, Ing. CSc. ( Pav...@vscht.cz)
V poslední době se zvyšuje důraz na používání celozrnných mouk případně mouk se zvýšeným obsahem vlákniny pro výrobu chleba a dalších pekárenských výrobků. Jedná se nejen o snahu o snížení glykemického indexu výsledných produktů, ale současně také o využití biologicky aktivních a nutričně významných složek vlákniny, nebo látek, které ji v obalových vrstvách doprovázejí. Cílem práce bude testování a optimalizace technologických postupů používaných při primárním zpracování obilovin a to jak ve fázi přípravy zrna ke zpracování, tak během vlastního dezintegračního procesu. Jedná se zejména o různé formy hydrotermické úpravy zrna, povrchové úpravy (různá intenzita peelingu) nebo techniky dezintegrace zrna a jejich modifikace. Zkoumán bude obsah vybraných nutričně významných látek v produktech primárního zpracování pšenice, žita a dalších vybraných obilovin a pseudoobilovin při použití různých způsobů přípravy a vlastní dezintegrace a zejména jejich biologická dostupnost a fyziologická využitelnost. Cílem práce bude navrhnout několik technologických postupů vedoucích k optimalizaci obsahu a biologické dostupnosti vybraných bioaktivních látek v konečných produktech.

Účinek termopasterace a termosterilace na mikrobiální stabilitu konzervárenských výrobků

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
Šviráková Eva, Ing. Ph.D. ( svi...@vscht.cz)
Technologické postupy využívající účinků termopasterace a termosterilace používané v konzervárenském průmyslu nejsou vždy dostatečné zejména pro eliminaci některých zdravotně i technologicky nežádoucích termorezistentních mikroorganismů. Jejich odolnost vůči působení vysokých teplot se dá charakterizovat ‘D‘ a ‘z’ hodnotami. V dřívějších dobách byly tyto inaktivační parametry zjišťovány v modelových systémech potravin na bázi tekutých kultivačních médií, nikoli však v reálných pevných potravinách, jak by bylo vhodnější. Disertační práce je zaměřena na zjištění teplotních charakteristik‘ (D‘ a ‘z‘ hodnot) pro vybrané mikroorganismy izolované z pasterovaných nebo sterilovaných průmyslově vyrobených konzervárenských výrobků. Další oblastí zájmu je subletální poškození mikroorganismů během tepelných procesů s následnou reparační (případně i resuscitační) schopností částečně poškozených buněk v prostředí bohatém především na bílkoviny, hořečnaté a manganaté ionty, s využitím moderních i klasických detekčních metod. Cílem práce je předložit inovovaný komplex teoretických znalostí a experimentálních výsledků pro hodnocení mikrobiální stability tepelně ošetřených konzervárenských výrobků při jištění jejich zdravotní bezpečnosti, technologické nezávadnosti a standardní jakosti.

Vliv fosforečnanů na koloidní stabilitu tekutých mléčných výrobků

Štětina Jiří, doc. Ing. CSc. ( ste...@vscht.cz)
Mléko představuje polydisperzní systém bílkovin a tuku, jehož dobrá koloidní stabilita je základním požadavkem při tepelném ošetření a skladování tekutých mléčných výrobků. Jednou možností jak tyto vlastnosti modifikovat je přídavek různých druhů fosforečnanů. Cílem práce bude charakterizace vlivu vybraných fosforečnanů na koloidní stabilitu a reologické vlastnosti tekutých mléčných výrobků při tepelném ošetření a během skladování.

Vliv modifikace mléčných bílkovin mikrobiální transglutaminasou na funkční vlastnosti mléka.

Štětina Jiří, doc. Ing. CSc. ( ste...@vscht.cz)
Čurda Ladislav, doc. Ing. CSc. ( cur...@vscht.cz)
Ošetřením mléka mikrobiální transglutaminasou (protein-glutamin gama-glutamyltransferasa, EC 2.3.2.13) se vytváří jak inter-, tak intramolekulární isopeptidové vazby aminokyselinových zbytků glutaminu a lysinu v mléčných bílkovinách. Dochází tím k jejich zesíťování a modifikaci průběhu srážení mléka i vlastností koagulátu. Cílem práce bude posouzení vlivu působení transglutaminasy a způsobu její aplikace na texturu a stabilitu fermentovaných mléčných výrobků a vybraných druhů sýrů.

Vliv reformulace na trvanlivost a fyzikálně-chemické vlastnosti potravinářských výrobků

Rajchl Aleš, doc. Ing. Ph.D. ( ale...@vscht.cz)
V současné době je velmi znepokojivý nárůst prevalence některých civilizačních chorob, jako jsou diabetes mellitus, kardiovaskulární či nádorová onemocnění. I když je příčina vzniku těchto chorob u každého jednotlivce jistě dána celou řadou faktorů, lze jako zásadní bezpochyby označit výživu. Potravinářský průmysl v současné době reaguje na vzniklou situaci reformulací potravinářských výrobků, a to nejčastěji za účelem snížení obsahu cukrů, tuků, soli či trans-nenasycených mastných kyselin. Každý zásah do receptury výrobku ale představuje složitý proces zahrnující testování senzorických vlastností, zhodnocení technologických omezení stávajících výrobních zařízení, ověření trvanlivosti reformulovaných výrobků apod. Určitou překážkou při snahách reformulovat stávající výrobky také může být negativní vnímání reformulace spotřebitelem či legislativní omezení. Cílem této doktorské práce je zhodnotit vliv reformulace na trvanlivost a fyzikálně-chemické vlastnosti vybraných potravinářských výrobků.

Vliv tepelných procesů na skladbu vlákniny a nutriční hodnotu

Sinica Andrej, doc. Mgr. Ph.D. ( sin...@vscht.cz)
Jurkaninová Lucie, Ing. et Ing. Ph.D.
Obsah vlákniny patří mezi důležité kvalitativní znaky obilovin. Přítomnost vlákniny ve stravě působí svým mechanickým drážděním příznivě na střevní motoriku, omezuje vstřebávání lipidů a cholesterolu a zpomaluje vstřebávání cukrů.Technologické zpracování potravin ovlivňuje obsah, biologickou dostupnost, výživovou kvalitu a fyzikálně-chemické vlastnosti vlákniny a naopak přídavek vlákniny má vliv na technologii a následně na senzorickou kvalitu potravinářského výrobku. Úlohou vlákniny jepřispětk obecnémikrostruktuře, kteráse zdá býtzásadnípři určovánífyzikálně-chemických vlastnostípotravin obohacených vlákninou.Práce je zaměřena na zhodnocení vlivu tepelných procesů užívaných při sekundárním zpracování obilovin na vlákninu, její nutričně významné složky a bioaktivní látky, které vlákninu v obalových vrstvách doprovázejí. Teoretická část práce se zaměří na definici, metody stanovení a zdravotní účinky vlákniny potravy a popisu technologických operací, zejména tepelných procesů užívaných při výrobě sušenek a snídaňových cereálních produktů (snack foods), kterým bude věnována experimentální část práce.Vedle klasických materiálů používaných v pekárenské technologii budou hodnoceny i nové speciálně mleté celozrnné mouky a mouky z netradičních zdrojů jako je ječmen nebo pohanka.

Vliv využití moderních fyzikálních úprav na kvalitu masa a masných výrobků

Ševčík Rudolf, doc. Ing. Ph.D. ( sev...@vscht.cz)
Variabilita v kvalitě masa a masných výrobků představuje významnou překážku v oblasti standardizace a zpracování masa a masných výrobků. Zvýšení standardů kvality může navíc tvořit klíčový rozdíl při rozhodování spotřebitelů o koupi specifických masných výrobků. S ohledem na kvalitu masa a masných výrobků se mimo jiné očekávání spotřebitelů stále zvyšuje, a to především v oblasti křehkosti a bravy výrobků. Schopnost vytvořit kvalitativně nadstandardní výrobky umožňuje uspokojit požadavky zákazníků a navíc rozvíjet potenciál masného průmyslu v České republice. Využívání nových technologií je slibnou možností a přináší alternativní metody masnému průmyslu, které mohou poskytnout konkurenční výhodu ve vývoji nových výrobků. Například vývoj nových způsobů úprav textury masa může zvýšit poptávku po dříve odmítaných partiích zvířete vzhledem k nesnadné kulinární úpravě a negativními požitku z pokrmu, a navíc může pozitivně přispět k ziskovosti masného průmyslu. Z tohoto pohledu bude zkoumán vliv moderních technologií, jako jsou pulsně elektrické pole (PEF), zpracování vysokým tlakem (HPP), rázové vlny (SW), ohmický ohřev (OH) na vlastnosti masa a masných výrobků.

Využití elektrodialýzy při zpracování kyselé syrovátky

Čurda Ladislav, doc. Ing. CSc. ( cur...@vscht.cz)
Ečer Jiří, Ing. ( jir...@membrain.cz)
Kyselá syrovátka představuje kvůli vysokému obsahu solí a kyseliny mléčné obtížně zpracovatelný vedlejší produkt výroby tvarohů a řeckých jogurtů. Elektrodialýza je potencionálně využitelná technologie pro zhodnocení kyselé syrovátky. Cílem práce je navrhnout a ověřit vhodné podmínky a uspořádání elektrodialýzy, předpokládá se využití i bipolárních membrán. Pozornost bude věnována omezení zanášení membrán a využití odpadních proudů, ze kterých by mohla být izolována kyselin mléčná nebo fosforečnany.

Využití fotooxidačních procesů při úpravě průmyslových odpadů a odpadních vod

Bubník Zdeněk, prof. Ing. CSc. ( bub...@vscht.cz)
Henke Svatopluk, Ing. Ph.D. ( sva...@vscht.cz)
Pokročilé oxidační procesy jsou založené na generování hydroxylového radikálu a využití jeho vysokého redoxního potenciálu. Nacházejí uplatnění při odstraňování polutantů (převážně reziduí farmak jako salicyláty, ibuprofen, diazepiny či steroidní hormony) z odpadních vod nebo při odstraňování specifických sloučenin obsažených v průmyslových odpadech, meziproduktech či produktech. Tato práce se bude zabývat rozkladem případně jinou chemickou transformací vybraných sloučenin využitím kombinace ultrafialového záření, katalyzátoru oxidu titaničitého, kyslíku a peroxidu vodíku. Cílem práce je pomocí zařízení pro fotoxidaci a fotokatalýzu vybrané sloučeniny rozložit pod stanovenou koncentrační mez, případně transformovat na složky využitelné dalším způsobem, popsat rozklad vhodnými matematickými modely a provést jejich identifikaci pomocí vlastních experimentálních dat.
Aktualizováno: 15.2.2017 10:10, Autor: Miroslav Šimek

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

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

zobrazit plnou verzi