ÚOCHB AV ČR, v.v.i., Flemingovo nám. 2, Praha 6
Datum a doba otevření:8. – 9. listopadu 2012, 9.00 – 16.00 hodin (pro objednané skupiny škol)
10. listopadu 2012, 9.00 – 16.00 hodin (pro neobjednanou veřejnost)
Rezervování termínu návštěvy (pro školy): Kontakt:Ing. Irena Krumlová, telefon: 220183 205, mobil: 731 447 861
email: krumlova@uochb.cas.cz
Naše analytická laboratoř pracuje podobně jako laboratoř kriminalistická. Ať už v případě nových léčiv, materiálů pro molekulární elektroniku či nově izolovaných přírodních látek, je potřeba zjistit nebo ověřit prvkové složení. Spálením vzorku za definovaných podmínek zjistíme obsah C,H,N, speciální elektrodou určíme obsah fluoru, pomocí rentgenového záření identifikujeme a stanovíme většinu prvků periodické tabulky, stopová množství pak zjistíme pomocí optické spektroskopie. Chcete-li vědět, z jakých kovů jsou mince či zda zubní pasta obsahuje titanovou bělobu, přijďte k nám!
Rezistence bakterií proti běžně dostupným antibiotikům představuje velký problém současné medicíny. Hledají se proto nové sloučeniny, proti kterým si bakterie nemohou rezistenci vytvořit. Jednou takovou skupinou sloučenin jsou antimikrobiální peptidy (AMP), které představují nový koncept ve vývoji léčiv proti bakteriálním infekcím. AMP jsou součástí vrozené imunity a fungují v první linii obrany organismu proti bakteriím. V naší laboratoři charakterizujeme nové AMP, které izolujeme z hmyzu (např. z vos a včel). Syntetizujeme také analogy těchto peptidů s cílem zvýšit jejich antimikrobiální účinnost.
Návštěvníkům budou vysvětleny základní principy hmotnostní spektrometrie a její využití pro identifikaci organických látek. Při prohlídce laboratoří uvidíte několik spektrometrů, které jsou využívány pro analýzy různých typů sloučenin (těkavé látky, léčiva, lipidy, peptidy a proteiny, oligonukleotidy). Bude předvedeno dávkování vzorků do přístrojů, měření a zpracování dat a možnosti identifikace látek z naměřených spekter.
Co jsou antimetabolity? Jak se navrhují a syntetizují nové látky s potenciálními biologickými vlastnostmi? Jak vypadá laboratoř a jaké přístrojové vybavení slouží při vývoji nových léčiv? Proč je tak těžké vyvinout nový lék?
Náš výzkum je zacílen především na design, vývoj a syntézu biologicky aktivních analogů nukleosidů a nukleotidů. Tento výzkum má na našem ústavu dlouholetou tradici. Pro své protivirové a cytostatické účinky tvoří stěžejní skupinu látek tzv. acyklické nukleosidfosfonáty, vyvinuté týmem profesora Holého. Naše současné projekty se zabývají především vývojem látek s protivirovými, protiparazitickými a také imunomodulačními a protizánětlivými účinky.
Navštívíme laboratoř hmotové spektrometrie s obecným výkladem o problematice chemické komunikace živých organizmů a hi-tech metodách používaných v této oblasti vědy. V eletrofyziologické laboratoři se návštěvníci seznámí s metodami výzkumu chemické komunikace a jejich měřením.
Zasvětíme vás do tajů organické syntézy modifikovaných nukleosidů, nukleotidů a nukleových kyselin a studia jejich protivirové a protinádorové aktivity. Vysvětlíme vám enzymatickou syntézu modifikovaných DNA:
Na závěr vám předvedeme efektní chemiluminiscenční pokusy, neboli rozsvítíme tmu pomocí chemické reakce.
Chemické složení molekul lze určit také pomocí řady spektroskopických technik. V naší laboratoři k tomu využíváme infračervené a viditelné světlo a patřičné spektroskopické techniky. Zájemcům názorně předvedeme princip vibrační spektroskopie, experimentální možnosti této spektroskopie a její využití pro určení chemické struktury molekul. Také je seznámíme s méně známou, za to však zajímavou a důležitou spektroskopií cirkulárního dichroismu, která umožňuje studovat chirální molekuly, odlišit optické izomery a určit jejich prostorové uspořádání.
Inzulín je jedním s centrálních hormonů organizmu. Poruchy v jeho působení vedou k jedné z nejrozšířenějších civilizačních chorob - cukrovce. Přes desítky let výzkumu není stále známá struktura a způsob interakce inzulínu v komplexu s jeho buněčným receptorem. Syntetizujeme analogy inzulínu, molekuly s pozměněnou strukturou, abychom lépe pochopili mechanismus interakce inzulínu s jeho receptorem.
V naší laboratoři budou návštěvníci seznámeni s prací v moderní syntetické laboratoři a s metodami studia fyzikálně chemických vlastností organických molekul. Náš výzkum je zaměřen na syntézu helikálních a aromatických molekul pro využití v katalýze, molekulární elektronice a v dalších oblastech na pomezí chemie a fyziky. Na příkladech bude ukázáno, jak probíhá vývoj nových katalytických systémů pro přípravu opticky čistých látek a jaká je cesta od počítačového modelování přes syntézu až po studium vodivosti molekulárních vodičů.
Jak probíhá vývoj nového léčiva? Seznámíme vás s tím, jak dlouhá je cesta od biologicky aktivní chemické sloučeniny až k finální lékové formě a co všechno musí být splněno, aby látka mohla být schválena jako léčivo. V našich laboratořích se zabýváme syntézami modifikovaných nukleosidů a acyklických nukleosidfosfonátů. Naší chloubou jsou zejména 5-azacytosinové nukleosidy, které patří v současné době k nejúspěšnějším používaným cytostatikům vůbec. Při té příležitosti vás seznámíme s principy epigenetické terapie. Máme na svém kontě též řadu vysoce účinných látek proti DNA virům, látky inhibující proces angiogeneze v nádorech a specializujeme se též na přeměnu biologicky aktivních látek na vhodná profarmaka, umožňující jejich lepší prostup do buněk nebo transport do příslušného cílového orgánu.
Jak probíhá systematické vyhledávání (screening) biologické aktivity nových látek v praxi a proč je mezioborová spolupráce klíčem k úspěchu? Co jsou buněčné kultury a jak je lze v laboratoři pěstovat? Jaké struktury v buňce jsou nejčastějšími zásahovými místy léčiv? Jaká je role metabolických studií v procesu vývoje léčiv? Proč je tak těžké najít účinný a netoxický lék proti rakovině?
Návštěvníci uvidí laboratoře vybavené pro práci s radioizotopy, dozvědí se základní informace o radioanalytických metodách a o specifických metodách používaných při práci s radioizotopy. Dozvědí se mimo jiné i to, kolik radioaktivity si každý člověk nosí v sobě ve formě radioaktivních izotopů uhlíku a vodíku neustále vznikajících v životním prostředí působením kosmického záření.
Zabýváme se enzymy, které potřebují parazité pro trávení lidské krve. Cílem naší práce je zjistit jak tyto enzymy fungují a připravit účinné molekuly, které blokují jejich funkci a mohou být využity jako antiparazitární léčiva. Studujeme jednak evropská klíšťata přenášející boreliózu a encefalitidu a jednak tropické krevničky způsobující bilharziózu u 200 mil. lidí.
Exkurze bude uvedena krátkým přehledem o monomolekulárních organických vrstvách, metodách jejich přípravy i studia jejich struktury. Budou uvedeny jednotlivé aplikace (syntéza nových materiálů a molekulárních zařízení). Poté bude zařazena prohlídka syntetické laboratoře, kde se připravují organické a organokovové sloučeniny, v jejich struktuře je naprogramována i struktura spontánně vytvořené (mono)molekulární vrstvy. Následovat bude prohlídka fyzikálně-chemické a analytické laboratoře, kde se struktura monomolekulárních vrstev studuje.
Návštěvníky oddělení Neuroprotektiva seznámíme se základními rysy syntézy neuroprotektivních steroidů. Dozví se, jak fungují v lidském těle. Dále vysvětlíme, jak steroidní sloučeniny fungují při stresu, učení, agresi, strachu nebo spánku a popíšeme, jakými metodami se tyto vlivy studují.
Vysvětlíme principy NMR spektroskopie a vysvětlíme využití NMR metod v biochemii, medicíně a dalších oborech. Ukážeme přístrojové vybavení laboratoří a předvedeme měření spekter a jejich využití pro řešení struktur látek.
Organické kationty na bázi dusíku jsou sloučeniny s velmi širokým využitím. Do této skupiny patří protirakovinné látky nebo například fluorescentní barviva jako je ethidium či Cy5, která jsou široce používaná v biologii. Návštěvníkům budou předvedeny ukázky experimentální práce zaměřující se na výzkum nové rodiny neprobádaných organických kationtů.
Vysvětlíme co to jsou analogy nukleotidů a jak pomáhají při léčbě virových onemocnění. Dále přiblížíme návštěvníkům budoucí generaci léčiv - oligonukleotidy a pokusíme se vysvětlit co jsou to za látky, jaké mají vlastnosti a proč je do těchto látek vkládáno tolik nadějí. Návštěvníkům předvedeme automatické syntetizátory DNA a RNA štěpů - oligonukleotidů. Také pohovoříme o zcela nové skupině protibakteriálních látek objevených v naší skupině a spoustě dalších zajímavostí.
V posledních desetiletích, kdy se obezita stává celosvětovou epidemií, se ukázalo, že představuje především závažný zdravotní problém, který podstatně snižuje kvalitu života a jeho délku. V důsledku složitosti a vzájemné zastupitelnosti mechanismů regulujících příjem potravy je velmi nesnadné nalézt látku, která by způsobila cílené omezení příjmu potravy a navození sytosti nebo zvýšení výdeje energie bez vedlejších účinků.
Středisko vědeckých informací je veřejnou knihovnou se specializovaným fondem, jejímž posláním je zpřístupňovat především vědecké informace zaměřené na organickou chemii, biochemii a související obory. Vzhledem k veřejnému charakteru naší knihovny je možné, aby jejím uživatelem byl i člověk, který není zaměstnancem ÚOCHB. Podrobnější informace o činnosti Střediska vědeckých informací na http://library.uochb.cas.cz. V rámci Dnů otevřených dveří nabídneme i možnost zhlédnout výstavu fotografií.
Předvedeme unikátní přístroje vlastní konstrukce pro vysokoúčinné kapilární a průtokové elektromigrační metody. Vysvětlíme principy jednotlivých elektromigračních metod (elektroforézy, izotachoforézy, izoelektrické fokusace, afinitní elektroforézy, elektrokinetické chromatografie a elektrochromatografie) a ukážeme jejich využití pro vysoce citlivou analýzu a fyzikálně-chemickou a biochemickou charakterizaci biologicky aktivních látek: aminokyselin, peptidů, bílkovin, nukleotidů a nukleosidů působících např. jako hormony, neurotransmitery, ionofory, enzymy, enzymové substráty nebo inhibitory a léčiva. Představíme využití kontinuálních průtokových elektromigračních metod pro přípravu výše uvedených biologicky aktivních látek v ultračistém stavu.
Některé druhy virů a patogenních kvasinek způsobují u lidí i u zvířat řadu onemocnění. Příkladem jsou retroviry, které výrazně oslabují imunitu hostitele a kvasinky rodu Candida, které u pacientů se sníženou imunitou vyvolávají závažné mykózy. V našich projektech studujeme životní cykly těchto patogenů a celou řadu strukturních proteinů a enzymů, které jsou klíčové pro jejich fungování. Získání těchto bílkovin v čistém stavu je nutnou podmínkou pro řešení jejich struktur, stanovení jejich vlastností a návrh a testování látek, které by mohly být jejich inhibitory, a tedy i léky proti onemocněním, které vyvolávají. V průběhu exkurze se návštěvníci seznámí se způsoby klonování proteinů z opičího retroviru a z kvasinky Candida parapsilosis, s jejich přípravou pomocí genové exprese v hostitelských organismech, např. v bakterii Escherichia coli nebo v pekařském droždí Saccharomyces cerevisiae. Návštěvníci uvidí i přístroje, které používáme k testování aktivit enzymů a inhibitorů.
Vysvětlíme, jaká je role enzymů v životním cyklu HIV, jak mohou specifické inhibitory těchto enzymů virus zablokovat a jak se viry těmto lékům brání. Představíme též nový cíl léčebného zásahu - sbalování virových částic. Prakticky ukážeme přípravu rekombinantní virové proteasy genovým inženýrstvím v bakteriích a testování nových inhibitorů. Zájemcům vysvětlíme a ukážeme i práci na dalších projektech, včetně projektu neuropeptidasy z lidského mozku
Víte že strukturu bílkoviny lze určit z krystalu pomocí rentgenu? Znát strukturu bílkoviny je velice důležité: struktura totiž podmiňuje funkci bílkoviny a může být využita i k návrhu léčiv!
Návštěvníkům bude vysvětlen princip rentgenové krystalografie jako metody určení trojrozměrné struktury bílkovin. Názorně bude předveden krystalizační robot, pozorování krystalů mikroskopem a zobrazení struktury pomocí počítačových programů.
Náš nově založený tým se zabývá hlavně výzkumem viru lidské imunodeficience (HIV), mimo jiné se věnujeme testování látek proti HIV, objasňování mechanismu jejich působení a provádění studií k zjištění resistence těchto látek. Dále se zabýváme výzkumem vlivu rychlosti replikace HIV na patogenezi a vývoj onemocnění AIDS. Představíme vám naši novou laboratoř s technickým zabezpečením 3, která je v současnosti jedinou takovou laboratoří v akademickém prostředí v České republice
Uvedení nového léku na trh předchází víceleté období intenzivní badatelské činnosti následované dvanáctiletým testováním (v ceně miliardy USD) nové látky na zvířatech a lidech. Léčebné účinky látek jsou tradičně objevovány testováním velkých souborů přírodních či chemických sloučenin. Tento proces lze zefektivnit (urychlit a zlevnit) použitím výpočetních metod založených na kvantové a klasické mechanice a na znalosti mezimolekulových nekovalentních interakcí.
