2014

 

Paramagnetická Ramanova optická aktivita plynů

Otáčení roviny polarizovaného světla při interakci s asymetrickými molekulami přitahuje pozornost veřejnosti již od doby Luise Pasteura (1848), jako zajímavý fyzikální jev a vzhledem k jeho vztahu k biologickým látkám. Zhruba ve stejné době byly také pozorovány první magneto-optické jevy, jako např. Faradayův efekt. Do dnešní doby bylo vyvinuto několik dalších technik, které jsou běžně dostupné v laboratořích, např. cirkulární dichroismus nebo Ramanova optická aktivita, včetně jejich magnetických podob. V této studii představujeme nový druh magneto-optické spektroskopie, paramagnetickou Ramanovu optickou aktivitu plynů. To bylo považováno za obtížné kvůli jejich slabému signálu. Nám se to podařilo díky konstrukci magnetické cely, silnému signálu molekuly NO2, a podrobné teoretické analýze. Výsledky ukazují, že technika poskytuje unikátní informace o studovaných molekulách, a možná ji bude možné použít i pro analýzu průmyslových plynů.

 

Significant results 2014-1


Šebestík J., Bouř P.:
Observation of Paramagnetic Raman Optical Activity of Nitrogen Dioxide.
Angewandte Chemie International Edition 53: 9236-9239, 2014.

 


 

DNA polymerasy preferují syntézu umělé modifikované DNA i v přítomnosti přirozených substrátů

Vědci ze Společné laboratoře bioorganické a medicinální chemie nukleových kyselin Ústavu organické chemie a biochemie AVČR a Přírodovědecké fakulty UK (tým Prof. Hocka) objevili celou skupinu umělých značených nukleosid trifosfátů, které jsou překvapivě mnohem lepšími substráty pro DNA polymerasy než přirozený nukleotid (dATP) a tudíž tyto enzymy preferenčně syntetizují umělou modifikovanou DNA, a vysvětlili důvody pro tuto neobvyklou aktivitu. Tento objev přináší nejen významné rozšíření znalostí o mechanismu replikace DNA, ale také otevírá zcela nové možnosti v enzymatické syntéze modifikovaných nukleových kyselin pro aplikace v diagnostice a chemické biologii.

 

Significant results 2014-2CZ


Kielkowski P., Fanfrlík J., Hocek M.:
7-Aryl-7-deazaadenine 2'-Deoxyribonucleoside Triphosphates (dNTPs): Better Substrates for DNA polymerases than dATP in Competitive Incorporations.
Angewandte Chemie International Edition 53: 7552-7555, 2014.

 


 

Jak vzniká "mokrý" elektron ?

Každý, kdo někdy solil polévku tuší, jak se ionty solí rozpouštějí ve vodném prostředí. Jak se ale ve vodě rozpouští elektron? Rozpouštění elektronů ve vodě a jejich následné reakce jsou významné jak pro pochopení mechanismů radiační terapie nádorů, tak pro chemické procesy probíhající v meziskladech s jaderným odpadem. Výpočty provedené v Ústavu organické chemie a biochemie spolu s ultrarychlými laserovými experimenty v oblasti teraherzového záření realizovanými na Curyšské univerzitě dávají odpověď na základní otázky, týkající se vzniku hydratovaného elektronu.

 

Significant results 2014-3

Snímky z počítačové simulace ukazují, jak vzniká "mokrý" elektron, tj. jak se elektron během pikosekundy lokalizuje ve vodě.


Savolainen J., Uhlig F., Ahmed S., Hamm P., Jungwirth P.:
Direct observation of the collapse of the delocalized excess electron in water.
Nature Chemistry 6: 697-701, 2014.

 


 

Strukturní a biochemická studie interakcí vedoucích k vytvoření retrovirových částic

Kombinací biochemických a strukturních dat jsme identifikovali síť podpůrných interakcí, stabilizujících kapsidový protein M-PMV v nezralé i zralé konformaci. Přispěli jsme také k vyřešení struktury ve vysokém rozlišení intaktních HIV-1 a M-PMV virových částic. Výsledný model odhaluje, že zatímco terciární struktura kapsidového proteinu HIV-1 a M-PMV je konzervována, kvarterní uspořádání je odlišné.

 

Significant results 2013-4

(A) Snímek z transmisní elektronové mikroskopie (TEM) nezralých částic M-PMV. (B) Snímek z TEM zralých částic M-PMV. (C) Kryo-elektronová mikroskopie a tomografie nezralé M-PMV částice. (D) Uspořádání kapsidového proteinu v nezralé částici M-PMV.


Strohalmová-Bohmová K., Spiwok V., Lepšík M., Hadravová R., Křížová I., Ulbrich P., Pichová I., Bednárová L., Ruml T., Rumlová M.:
Role of Mason-Pfizer monkey virus CA-NC spacer peptide-like domain in assembly of immature particles.
Journal of Virology 88: 14148-14160, 2014.

Obr M., Hadravová R., Doležal M., Křížová I., Papoušková V., Žídek L., Hrabal H., Ruml T., Rumlová M.:
Stabilization of the β-hairpin in Mason-Pfizer monkey virus capsid protein- a critical step for infectivity.
Retrovirology 11:94, 2014.

Schur F., Hagen W., Rumlová M., Ruml T., Müller B., Kraeusslich H.-G., Briggs J.,:
The structure of the immature HIV-1 capsid in intact virus particles at 8.8 A resolution.
Nature 517: 505-508, 2015

 


 

Intenzivní chiroptické přepínání u dikationického helicenového derivátu: Využití redoxního chování viologenového typu u neracemického helquatu

Byl popsán nový způsob modulace chiroptických vlastností helikálních molekul známých pod názvem helquaty. Změna redoxního stavu enantiomerně čistého helquatu vede k radikální změně elektronické situace a tím k výrazné odezvě v elektronickém cirkulárním dichroismu při určitých vlnových délkách. Tento unikátní příklad chiroptického přepínače může vést k vývoji nových druhů optických prvků a modulátorů světla.

 

Significant results 2013-5

Obrázek znázorňuje dvoustupňový redox proces, který vede u helikálního dikationtu helquatu k zásadní změně v chiroptickém chování.


Pospíšil L., Bednárová L., Štěpánek P., Slavíček P., Vávra J., Hromadová M., Dlouhá H., Tarábek J., Teplý F.:
Intense Chiroptical Switching in a Dicationic Helicene-Like Derivative: Exploration of a Viologen-Type Redox Manifold of a Non-Racemic Helquat.
Journal of the American Chemical Society 136: 10826–10829, 2014.