Studentská vědecká konference

Pro doručení cytostatik při léčbě nádorových onemocnění je možné využít látky, které se do organismu vpravují v neaktivní formě a následně jsou aktivovány v místě potřeby. Pro  tyto účely lze využít komplexy se schopností uvolnit ligand při excitaci světlem. Je ovšem nutné zvolit cytostatikum, či vhodný derivát cytostatika, schopné komplexace ke konkrétní částici, a také případný druhý ligand se schopností pohltit foton, a udržet a předat excitovaný elektron, který iniciuje uvolnění cytostatika. Jedná se tedy o velké množství faktorů, které je prakticky nemožné odhadnout. S využitím výpočetních metod (DFT) je však možné chování takovýchto systémů predikovat. Následně budou komplexy s nejvhodnějšími predikovanými vlastnostmi syntetizovány, jejich vlastnosti poté experimentálně ověřeny a klinicky testovány.  

Multivalency, a key concept in molecular interactions, involves the simultaneous binding of a molecule to multiple sites. This principle finds innovative applications in metallodriven self-assembling coordination complexes. The synergistic coordination between metal nodes and ligands gives rise to well-defined multivalent structures, such as supramolecular grids.  Moreover, the concept of multivalency extends beyond self-assembling grids, being used in emerging fields such as Proteolysis Targeting Chimeras (PROTACs). PROTACs work by simultaneously binding a target protein and E3 ubiquitin ligase to produce a ternary complex. To drive ubiquitination and degradation at low catalytic concentrations, degraders must form appropriately positioned complexes of sufficient stability, aided by intra-complex interactions. We hypothesized these molecular recognition features could be enhanced by increasing binding valency using coordination architectures as multivalent platforms.  Currently we are synthesising model ligands based on pyridines, bipyridines and terpyridines, widely used ligands with a tunable affinity towards different metals providing various structures. Thus prepared motives will be finally tested in cell cultures, cooperating with Department of Biochemistry and Microbiology.  

Galektiny jsou intra- i extracelulární proteiny se specifickou afinitou k β-d-galaktóze a jejím glykokonjugátům. Nádorové buňky na svém povrchu a ve svém okolí zvyšují produkci některých galektinů a tím podporují růst nádoru. Příprava selektivních inhibitorů galektinů je tudíž aktuálním tématem medicinální chemie. Bylo popsáno celkem čtrnáct lidských galektinů, které mají rozmanitou funkci v organismu – od vývoje buňky přes regulaci buněčné aktivity až po apoptózu. Protože galektiny mají evolučně konzervované vazebné místo, je velmi obtížné připravit selektivní inhibitor vybraného galektinu, který má protumorní efekt.  Tato práce navazuje na nedávný objev naší skupiny: unikátní 3D struktura rutheniových polosendvičových komplexů navázaných na sacharidový skelet cílí na drobné rozdíly ve vazebných místech galektinů a připravené organorutheniové komplexy jsou selektivní inhibitory galektinu-1. V tomto projektu byl pomocí jedenáctikrokové syntézy připraven derivatizovaný organorutheniový komplex s azido skupinou, vhodný pro navázání na multivalentní nosič pomocí azid-alkynové cykloadice za vzniku nanočástic s multivalentní prezentací selektivního inhibitoru galektinu-1.  

Kompozitní materiály na bázi reaktivního oxidu hořečnatého se ukazují jako slibná alternativa k široce využívanému Portlandskému cementu. Ve srovnání s Portlandským cementem mají lepší mechanické vlastnosti a s jejich procesem výroby je spojen nižší objem emisí CO₂. Tématem této práce byla příprava a charakterizace tohoto materiálu, konkrétně jeho fáze 5Mg(OH)₂∙MgCl₂∙8H₂O (MOC-518). Jako aditiva byly použity materiály bohaté na uhlík, a to uhlíkové sférické nanočástice (CNS) a fluorovaný grafen (FG) s cílem zlepšit vlastnosti daného kompozitního materiálu, pevnost v tlaku, ohybu a odolnost vůči vodě. Taktéž byly připraveny referenční vzorky MOC bez obsahu aditiv. U všech vzorků bylo analyzováno jejich chemické a fázové složení pomocí rentgenové fluorescenční (XRF) a rentgenové difrakční analýzy (XRD). Dále byla studována mikrostruktura pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a zastoupení jednotlivých prvků pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS). Také byly analyzovány jejich mechanické parametry.  U MOC s obsahem CNS 1.0 hm% a 3.0 hm% došlo ke zlepšení mechanických parametrů. Zlepšení mechanických vlastností se nejvíce projevilo u vzorku MOC s 3.0 hm% CNS, kde pevnost v tlaku stoupla zhruba o 5,5 % a v ohybu o 4,3 % ve srovnání s referencí.    

Pyridoxal (PL) je jednou ze tří forem vitamínu B6, jehož aktivní formou je pyridoxal-5‘-fosfát (PLP), který je zároveň koenzymem při metabolismu aminokyselin. PLP na sebe reverzibilně váže aminokyselinu, čímž vzniká Schiffova báze (imin). Obecně Schiffova báze vzniká reakcí aminů se sloučeninou obsahující karbonylovou skupinu.    Tato práce se zabývá syntézou kobaltnatých komplexů odvozených od pyridoxalu a jeho derivátů připravených substitucí OH skupiny v poloze 5 - fosfátovou (PLP) a azidovou (PLN3) skupinou (R1 na Obr.1A). Z těchto variant substituovaného pyridoxalu lze následně připravit Schiffovy báze reakcí s aminokyselinami (R2 na Obr.1A), v této práci konkrétně s alaninem (Ala) a tyrosinem (Tyr). Z těchto ligandů a vhodné kobaltnaté soli budou poté připraveny příslušné komplexy. Prozatím jsem úspěšně syntetizovala většinu ligandů a modifikovaný pyridoxal PLN3 (Obr. 1B). Momentálně pracuji na syntéze zbývajících ligandů a kobaltnatých komplexů. 

Cílem této práce byla příprava a analýza kompozitů na bázi reaktivního oxidu hořečnatého. Byly studovány změny vlastností Sorelova cementu po přídavku 1D a 2D nanomateriálů do směsi. Pro přípravu byl použit vysoce reaktivní oxid hořečnatý, chlorid hořečnatý, voda, nanoaditiva na bázi uhlíku (grafen, vícevrstvé uhlíkové nanotrubice), písek jako plnivo a kyselina tříslová jako surfaktant. Bylo připraveno pět sad vzorků, jedna referenční, jedna s kyselinou tříslovou a tři s obsahem grafenu, vícevrstvých uhlíkových nanotrubic a kyseliny tříslové jednotlivě i jejich kombinací. Po 28 dnech zrání byly výsledné kompozity podrobeny těmto analýzám: rentgenová difrakční analýza, rastrovací a transmisní elektronová mikroskopie, energiově disperzní spektrometrie a optická mikroskopie. Dále byly změřeny fyzikální a mechanické vlastnosti. K největšímu nárůstu hodnot pevnosti v tlaku došlo u vzorku s obsahem 1D i 2D nanomateriálů a kyseliny tříslové současně, konkrétně o 30,2 %. Dále všechny připravené kompozity vykázaly zvýšení koeficientu měknutí, což dokazuje jejich zvýšenou voděodolnost.