Vliv nanočástic železa na karbonylaci proteinů jako projev oxidativního stresu

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta potravinářské a biochemické technologie SVK 2014

Sekce: Komise: Předseda: Členové:

Soutěžící:

Sekce:

Biotechnologie I (přednášková) Knihovna ústavu 319, 9:00 doc. Dr. Ing. Petra Patáková Ing. Michaela Rumlová, PhD. Ing. Olga Schreiberová, PhD. Bc. Kristýna Bajerová (M2) Bc. Eliška Beldíková (M2) Bc. Oleksandra Khobta (M1) Bc. Görkem Koyun (M2) Bc. Aneta Lučoková (M2) Bc. Vít Paulíček (M2) Bc. Ondřej Počík (M2) Bc. Veronika Zajícová (M2) Bc. Karel Zeman (M2) Biotechnologie I

Vliv nanočástic železa na karbonylaci proteinů jako projev oxidativního stresu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kristýna Bajerová M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Alena Čejková, CSc.; Ing. Karolína Pádrová

Nanočástice železa nulové valence jsou vysoce reaktivní a v chemických reakcích vystupují jako silné redukční činidlo. Díky těmto vlastnostem jsou v praxi primárně aplikovány při čištění kontaminované podzemní vody, půdy a sedimentů. Rychlý rozmach nanotechnologií umožnil rozšířit používání nanočástic například v medicíně či farmaceutickém průmyslu. Vysoká reaktivita však přispívá k toxicitě nanočástic, která se projevuje především vznikem oxidativního stresu. Jedním ze způsobů, jak ochránit mikroorganismy před toxicitou nanočástic bez ovlivnění jejich reaktivity, je aplikace huminových látek. V této práci jsme se zaměřili na sledování hladiny karbonylovaných proteinů, které se tvoří za podmínek oxidativního stresu po vystavení účinkům nanočástic železa. Rovněž bylo sledováno, jak se aplikace vybraných huminových látek projeví na zmírnění poškození (karbonylace) proteinů. Modelovými mikroorganismy byly gram-pozitivní bakterie Rhodococcus erythropolis a kvasinka Trichosporon cutaneum. Změna hladiny karbonylovaných proteinů byla měřena ve třech různých uspořádáních experimentů (současné působení nanočástic železa a huminových látek, působení nanočástic na preinkubované buňky s huminovou látkou a naopak působení preinkubovaných nanočástic s huminovou látkou na buňky).

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta potravinářské a biochemické technologie SVK 2014 Sekce:

Biotechnologie I

Chování nanoenkapsulované kurkumy v in vitro modelovém lidském gastrointestinálním traktu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Eliška Beldíková M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D., Assoc. prof. António Vicente, Ph.D.

Kurkuma, patřící mezi látky s velmi nízkou toxicitou, má zajímavé biologické a farmaceutické vlastnosti, mezi které patří například antioxidační, antikancerogenní či antivirové vlastnosti. Nevýhodou kurkumy je však její extrémně nízká rozpustnost ve vodě, která způsobuje její nízkou biologickou dostupnost. Tato práce se zabývá enkapsulací kurkumy do nanoemulzí typu olej ve vodě, a následně jejich chováním v in vitro modelovém lidském gastrointestinálním traktu. Současně byly studovány také nanoemulze s přidanou vrstvou chitosanu, která slouží jako ochranný obal nanoemulzí před drastickými změnami prostředí, které se odehrávají během trávení (změny pH, působení enzymů apod.). Chování nanoemulzí bylo hodnoceno pomocí měření dynamického rozptylu světla po každém kroku trávení, dále byla prováděna měření volných mastných kyselin a biologické přístupnosti. Na základě těchto měření bylo zjištěno, že enkapsulace kurkumy do nanoemulzí může zvýšit její biologickou přístupnost až o 55%.

Sekce:

Biotechnologie I

Produkce rhamnolipidů směsnými bakteriálními populacemi Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Oleksandra Khobta M1 Ústav biotechnologie prof. RNDr. Vladimír Jirků, Ing. Richard Ježdík

V dnešní době rozvoje průmyslu, je jedním z hlavních problémů lidstva kontaminace životního prostředí perzistentními polutanty, které jsou často hydrofobní. Tyto látky lze odstranit bioremediačními procesy za použití surfaktantů. Surfaktanty je možné nahradit biosurfaktanty, které mají oproti syntetickým surfaktantům řadu výhod, především jsou méně toxické, a lépe biodegradovatelné. Rhamnolipidy jsou glykolipidové biosurfaktanty bakteriálního původu. Charakteristické vlastnosti rhamnolipidů se značně liší v závislosti na produkčním mikroorganismu. Bylo ověřeno, že rhamnolipidy produkované směsnými populacemi producentů mají odlišné vlastnosti než směsi produkované čistými kulturami. Tato práce byla zaměřena na produkci rhamnolipidů třemi bakteriálními kmeny (Acinetobacter calcoaceticus, Enterobacter asburiae a Pseudomonas aeruginosa) v různých kombinacích s cílem zjištění vlastností izolovaných rhamnolipidových směsí. Pro každý rhamnolipidový izolát byly stanoveny charakteristické vlastnosti surfaktantů: hodnoty ODT a emulsifikační index vůči slunečnicovému oleji, ropné frakci a hexanu. Byla zjištěna závislost aktivity rhamnolipidů na výchozím složení směsné produkční populace.


Biotechnologie I

Production of polysaccharides by microalgae Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Görkem Koyun M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D; Ing. Petr Kaštánek, Ph.D.

Microbial polysaccharides are receiving increasing interest due to their useful properties which include stabilizing, thickening, flocculating, encapsulating, emulsifying and water retention activities. Several algal species secrete exopolysaccharides (EPS) into the medium and the amount of EPS produced depends on several factors such as species employed, cultivation conditions and the type of bioreactors used. The aim of our experiments was to optimize the phototrophic cultivation conditions of fresh water green algae Dictyosphaerium chlorelloides, a promising producer of EPS. The cultivation took place in both lab scale bubble column (300 mL) and pilot scale air-lift (60 L) bioreactors. The production of EPS occurs in the stationary phase, therefore in order to force the cells to enter the stationary phase earlier and maximize the EPS production, stress environment was created by applying nutrient limitation and pH alteration. The viscosity of the medium increases proportionally to the amount of EPS produced. Thus viscosity measurement of the medium was done regularly along cultivation and the viscosity data were calibrated with EPS content estimated by anthrone method. Subsequently, the viscosity measurement was used for instantaneous and quick estimation of EPS production. Sekce:

Biotechnologie I

Oxidační a termické přeměny pivovarsky významných polyfenolů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Aneta Lučoková M2 Ústav biotechnologie Ing. Marcel Karabín, Ph.D., Ing. Lukáš Jelínek, PhD

Oxidační a termické přeměny polyfenolů v potravinách jsou považovány většinou za nežádoucí reakce. V pivovarství může v důsledku těchto změn, které spočívají např. v izomeraci, oligomeraci či nespecifické degradaci, docházet ke zhoršení senzorických či koloidních vlastností, což má negativní vliv na kvalitu hotového piva. Správné pochopení a popsání jejich reakčních mechanismů je nezbytným předpokladem pro vývoj vhodných modifikací sladařských a pivovarských technologií za účelem snížení vlivu těchto chemických přeměn. V této práci byl sledován vliv zvýšené teploty (~100 °C) a přítomnosti kyslíku na vybrané polyfenoly běžně se vyskytující v pivu. U experimentů byla sledována míra degradace těchto látek pomocí HPLC/DAD a byla započata také identifikace reakčních produktů prostřednictvím metody HPLC-ESI-Q-TOF-MS.


Biotechnologie I

Struktura a vlastnosti biofilmů vláknitých eukaryot Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Vít Paulíček M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Masák CSc., Ing. Eva Kvasničková

Schopnost mikroorganismů žít ve formě mnohobuněčného konsorcia, nazývaného biofilm, je jedním z rozhodujících prvků jejich přežití v nepříznivých podmínkách. Biofilmy, které tvoří patogenní či oportunně patogenní zástupci vláknitých eukaryot, jsou odolné vůči metodám konvenční terapie a jsou zdrojem řady zdravotních komplikací. Pro nalezení vhodných metod léčby je důležité rozšíření doposud jen sporadických znalostí o vlastnostech těchto biofilmů. Cílem této práce bylo stanovit podmínky pro reprodukovatelný vznik a kultivaci vláknitých biofilmů (způsob inokulace, materiál nosiče, kultivační teplota, doba kultivace), nalézt vhodnou metodu pro jejich kvantifikaci a vizualizaci, a tím umožnit následné sledování vlivu antibiotik a přírodních látek. Jako modelový mikroorganismus byl vybrán Aspergillus fumigatus, plíseň, která je původcem řady onemocnění respiračního systému (aspergilom, bronchopulomnální aspergilóza). Pro kvantifikaci biofilmu byl použit automatický mikroskop s obrazovou analýzou (Cellavista), barvení biofilmu krystalovou violetí a gravimetrie. Vizualizace biofilmu byla prováděna pomocí konfokální mikroskopie (SDCM). Vhodnou počáteční koncentrací pro inokulaci byla stanovena 104 konidií/ml, kultivační teplota 37°C a doba kultivace 48 h na polystyrenovém nosiči i titanových žetonech Ti6Al4V. Sekce:

Biotechnologie I

Sestavení a otestování aparatury pro biofiltraci plynů pomocí termofilní populace Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Ondřej Počík M2 Ústav biotechnologie Ing. Martin Halecký, Ph.D.

Biofiltrace slouží k odstraňování zejména těkavých organických látek z odpadního vzduchu v průmyslových výrobách. Cílem této práce je sestavit a otestovat aparaturu pro biofiltraci horkých odpadních plynů v submerzním probublávaném reaktoru s využitím termofilních mikroorganismů jako biokatalyzátoru. Sestavení nově konstruovaného systému pro termofilní biofiltraci naráží na řadu technických i technologických problémů v porovnání s biofiltrací za použití mezofilní mikrobiální kultury. Bioreaktor i celá aparatura musí být temperovány a izolovány, aby se zabránilo tepelným ztrátám. K tomuto účelu lze použít ultratermostat s vnějším oběhem nebo nově konstruovanou elektrickou jednotku s topným drátem, případně jejich kombinaci. Cílem této práce je proměření základních provozních parametrů probublávané kolony na vlhčení a ohřev vzduchu a vlastního probublávaného bioreaktoru. Byl měřen vliv teploty vody pro temperaci, výšky vodního sloupce v koloně a průtoku vzduchu na parametry vody v koloně a vzduchu na výstupu. Za teplot okolo 60 °C je hlavním limitujícím faktorem biodegradace koncentrace rozpuštěného kyslíku, byla tedy měřena kinetika přestupu kyslíku (KLa, c*). Tyto změřené parametry umožní fundovanější návrh kompletní aparatury pro termofilní biofiltraci odpadních plynů.


Biotechnologie I

Moderní analytické strategie posuzování kvality a autenticity vybraných destilátů Autor: Veronika Zajícová Ročník: M2 Ústav: Ústav biotechnologie Školitel: Ing. Irena Kolouchová PhD., Ing. Karolína Pádrová Ovocné destiláty a whisky se řadí mezi alkoholické nápoje, které byly získány alkoholovým kvašením ovoce nebo obilovin a následnou destilací rmutu. Destiláty jsou často předmětem falšování, které způsobuje ztráty výrobcům, státní pokladně nebo dokonce mohou ohrozit zdraví konzumentů. Na konci roku 2012 probíhala v české republice tzv. metanolová aféra, při které byl metanol záměrně přidáván do lihovin za účelem falšování. Zároveň je řešena problematika falšování skotské whisky ve Velké Británii, kde tento sortiment tvoří významnou exportní komoditu, a proto je kladen důraz na jeho pravost a kvalitu. S ohledem na výše uvedené skutečnosti je kvalita a autenticita lihovin velice aktuálním tématem. Cílem námi realizovaných experimentů bylo vyvinout analytickou metodu, s jejíž pomocí by porovnáním profilu těkavých látek s referenčními hodnotami mohla být posouzena autenticita daného destilátu. Pro analýzu těkavých látek byla provedena optimalizace techniky mikroextrakce tuhou fází z plynového prostoru nad vzorkem ve spojení s plynovou chromatografií s hmotnostně-spektrometrickou detekcí. U vzorků bylo analyzováno zvýšené množství oxidačních produktů při kvašení, amylalkoholy, těkavé látky, metanol a denaturační prostředky. Na základě analýzy těchto látek byla charakterizována kvalita daných destilátů. Sekce:

Biotechnologie I

Antibiofilmová aktivita rhamnolipidů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Karel Zeman M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Masák CSc., Ing. Tereza Krulikovská PhD., Ing. Richard Ježdík

Biofilmy jsou společenství jednoho či více mikroorganismů, žijících přisedle na fázovém rozhraní, obklopené extracelulární matrix. V případě patogenních mikroorganismů je tvorba biofilmu nežádoucím efektem, jelikož se buňky v tomto stavu stávají odolnějšími vůči vnějším vlivům. Zvyšuje se například rezistence vůči antibiotikům. Z tohoto důvodu je nutné nalézt nové strategie k zabraňování tvorby a eradikaci biofilmu. Jednou z možností je použití biosurfaktantů, které jsou schopné destabilizovat strukturu biofilmu, ovlivňují hydrofobitu povrchových struktur buněk a v některých případech mají antibakteriální účinek. Zároveň jsou biodegradovatelné a méně toxické, což je značnou výhodou oproti chemickým surfaktantům. Tato práce je zaměřena na sledování eradikace biofilmu podmíněně patogenní kvasinky Trichosporon cutaneum, aplikací rhamnolipidových směsí různého složení. Eradikace biofilmu je sledována za statických i dynamických podmínek na skleněném povrchu. Vyhodnocení eradikace biofilmu je prováděno analýzou obrazu.

Sekce:

Biotechnologie II (přednášková)


A12, 9:00 Komise: Předseda: Členové:

Soutěžící:

Sekce:

prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc. Ing. Martin Halecký, PhD Dr. Ing. Leona Paulová Bc. Martina Brožová (M2) Bc. Anna Čadková (M2) Bc. Michaela Hanáková (M1) Bc. Tereza Kubů (M2) Bc. Lilla Melczer (M2) Bc. Natálie Moravcová (M2) Bc. Martina Paldrychová (M2) Bc. Jana Smolová (M2) Michal Zimola (B3) Biotechnologie II

Adheze pivovarských kontaminantů mikrobiálního původu na nano částice nerezové oceli Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martina Brožová M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.; Ing. Milan Bittner

Pivo bylo považováno za bezpečný produkt potravinářského průmyslu, ve kterém nejsou schopny přežít rizikové bakterie. Avšak bylo prokázáno, že i v těchto nepříznivých podmínkách jsou některé bakteriální rody schopné růst (rod Lactobacillus, Pectinatus, Megasphaera, Zymophilus, atd.). Většina z nich je v provozu považována za nežádoucí, jelikož způsobují zakalení a významné senzorické změny produktu. Adhezi mikroorganismů na pevný substrát lze považovat za přírodní formu imobilizace buněk. Porozumění a předpověď mechanismů vedoucích k adhezi buněk na nosič vede k usnadnění kontroly mikrobiální kontaminace, navržení účinnějšího způsobu, jakým předejít adhezi mikroorganismů, a k účinnějším procesům sanitace provozních zařízení. Cílem předložené práce bylo vyjádřit schopnost buněk bakterií P. frisingensis a M. cerevisiae interagovat s ocelí. K predikci mikrobiální adheze na nano částice nerezové oceli (316L) byl použit model XDLVO a metody měření kontaktních úhlů a zeta potenciálu. Výsledky matematické predikce byly porovnány s výsledky reálné adheze bakterií rodu Pectinatus a Megasphaera na nano částice nerezové oceli. Bylo zjištěno, že účinnost separace je závislá na přidaném množství nano částic nerezové oceli a dále na iontové síle a pH prostředí.

Sekce:

Biotechnologie II


Vliv lanthanoidů na kinetiku růstu a výtěžnost biomasy mikroorganismů rodu Thraustochytriales Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Čadková M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.; Ing. Tomáš Humhal

Mikroorganismy rodu Thraustochytriales jsou mořské jednobuněčné vodní hlenky (třída Labyrinthulomycetes), někdy řazeny mezi netaxonomickou skupinu heterotrofní řasy. Tyto mikroorganismy dokáží produkovat velké množství polynenasycených mastných kyselin (PUFA), zejména ω - 3 kyseliny, které mají značně příznivý vliv na lidské zdraví. V některých oblastech, především ve vnitrozemí, je těchto látek ve výživě nedostatek a je potřeba dodávat je jako doplněk stravy. Tradičním zdrojem ω - 3 kyselin je rybí tuk, pocházející z volného mořského rybolovu, který má svoje produkční limity. Je tedy na místě zkoumat alternativní zdroje jako jsou právě mikroorganismy z rodu Thraustochytriales. Aby tyto alternativní zdroje byly konkurenceschopné, je potřeba snižovat náklady nebo zvyšovat produktivitu. Jedna z možností je přidávat do kultivačního media soli lanthanoidů. Lanthanoidy jsou skupinou prvků označovány také jako prvky vzácných zemin. Navzdory širokému používání lanthanoidů jako hnojiv v Čínské lidové republice, je známo velmi málo informací o mechanismu účinku těchto prvků na organismy. Cílem této práce je prozkoumat možnosti stimulace tvorby biomasy mikroorganismů z rodu Thraustochytriales přídavkem lanthanoidů do kapalného kultivačního média.

Sekce:

Biotechnologie II

Produkce bioaktivních látek houbou Monascus purpureus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Hanáková M1 Ústav biotechnologie doc. Dr. Ing. Petra Patáková; Ing. Barbora Branská, PhD

Houba Monascus purpureus je známa spíše po kultivaci na rýži v podobě tzv. Red Yeast Rice (RYR), a to především v Asii, kde je RYR používána jako barvivo různých druhů potravin nebo dochucovadlo. Houba produkuje tři hlavní typy sekundárních metabolitů, pigmenty, monakoliny a mykotoxin citrinin. Monakolin K je inhibitorem tvorby cholesterolu. O pozitivním vlivu na kardiovaskulární systém produktů této houby je zmínka již v čínském lékopise z 15. století. Příznivě houba působí též v oblasti snižování krevního tlaku, díky tomu je Monascus purpureus součástí doplňků stravy vyráběných zejména v Asii. Avšak vzheldem k možné tvrobě citrininu, je používání těchto doplňků sporné. Tato práce byla zaměřena na kultivaci houby Monascus purpureus na

různých typech médií, následnou extrakci sekundárních metabolitů a jejich detekci různými analytickými metodami (spektrofotometricky, TLC, HPLC). Také byla sledována biologická aktivita - vliv metabolitů na růst grampozitivní a gramnegativní bakterie. Bylo zjištěno, že citrinin inhibuje růst jak grampozitivních bakterií (Bacillus subtilis), tak gramnegativních bakterií (Escherichia coli). Monakolin K inhiboval pouze růst grampozitivních bakterií. Pigmenty extrahované z RYR růst bakterií nijak neovlivňovaly.

Sekce:

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta potravinářské a biochemické technologie SVK 2014 Biotechnologie II

Vliv biologicky aktivních látek na tvorbu biofilmu na titanových materiálech používaných v ortopedii Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tereza Kubů M2 Ústav biotechnologie Ing. Olga Schreiberová, Ph.D., Ing. Eva Kvasničková

Tvorba biofilmu na povrchu zdravotnických nástrojů představuje významný problém v humánní medicíně. Navzdory ošetření používaných materiálů, způsobuje osidlování titanových kloubních náhrad v ortopedii řadu nozokomiálních infekcí. Buňky přítomné v biofilmu jsou charakteristické schopností odolávat působení antibiotik nejen tvorbou trojdimenzionální struktury extracelulárních polymerních látek (EPS), ale i snadným získáváním rezistence na běžně dostupná antibiotika. Navrhovaným řešením tohoto problému je použití biologicky aktivních látek izolovaných z přírodních zdrojů. V této práci byl sledován vliv přírodních látek (biosurfaktantu rhamnolipidu, polysacharidu chitosanu a zástupce stilbenů pterostilbenu), ve srovnání s antibiotikem erythromycinem, na tvorbu biofilmu oportunně patogenní bakterie Staphylococcus epidermidis. Pomocí mikrokultivačního zařízení byly stanoveny minimální inhibiční koncentrace (MIC) těchto látek pro suspenzní populaci a následně bylo využitím XTT metody a barvením krystalovou violetí stanoveno působení násobků MIC na mikrobiální adhezi S. epidermidis na titanové žetony Ti6Al4V. Nejnižší životaschopnost prokazovaly buňky biofilmu v přítomnosti rhamnolipidu. Působením chitosanu došlo ke snížení obsahu biomasy biofilmu a množství EPS. Sekce:

Biotechnologie II

Snižování produkčních nákladů biomasy bohaté na DHA Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lilla Melczer M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D.; Ing. Tomáš Humhal

Kyselina dokosahexaenová (DHA; 22:6, n-3) patří mezi produkty s vysokou přidanou hodnotou, přičemž většina DHA se extrahuje z mořských ryb, které mohou obsahovat stopy těžkých kovů a volný rybolov při zvyšující se poptávce po polynenasycených mastných kyselinách nemusí být dlouho udržitelný. Proto biotechnologická produkce DHA pomocí mikroorganismů rodu Traustochytriales v bioreaktorech nabízí atraktivní řešení. Tyto mořské vodní hlenky dokáží ve své biomase akumulovat vysoké množství lipofilních látek, ve kterých významný podíl (až 48 % hm.) tvoří DHA. Cílem práce bylo srovnat růstovou kinetiky a výtěžnost biomasy mikroorganismů rodu Traustochytriales ve dvou různých kultivačních mediích. V prvním tvoří základ definovaná směs anorganických solí a relativně velké množství kvasničného extraktu. Základem druhého média je odpadní roztok pocházející z odsolování mléčné syrovátky s přídavkem kvasničného extraktu. V prezentaci budou představena jak experimentální data z kultivací mikroorganismů rodu Traustochytriales v různých kapalných médiích, tak odhad ceny kultivačních médií a biomasy bohaté na DHA.

Sekce:


Produkce rhamnolipidů pomocí Enterobacter hormaechei Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Natálie Moravcová M2 Ústav biotechnologie prof. RNDr. Jirků Vladimír DrSc.; Ing. Richard Ježdík

Biosurfaktanty jsou pro své vlastnosti hojně využívány nejen v mnoha odvětvích průmyslu (farmaceutický, potravinářský, či kosmetický), ale také hrají důležitou roli při bioremediačních procesech. Rhamnolipidy, zástupci biosurfaktantů, jsou produkovány pomocí mikroorganismů, převážně rody Pseudomonas, Acinetobacter, či Enterobacter. Limitujícím faktorem komerčního využití je nízká výtěžnost, nicméně je možno ji výrazně ovlivnit složením média, použitým zdrojem uhlíku a dusíku, koncentrací dvojmocných iontů a kultivačními podmínkami (teplota, vzdušnění, míchání). Tato práce byla zaměřena na vhodnou modifikaci média (typ zdrojů C a N, poměr C/N) pro zvýšení produkce rhamnolipidů pomocí kmene Enterobacter hormaechei. Byl proveden výběr zdroje uhlíku ze zástupců hydrofilních (citrát, sukcinát, glycerol), a hydrofobních látek (slunečnicový olej, MEŘO a hexadekan). Nejvhodnější uhlíkatý zdroj byl poté zkoumán v různých poměrech se zdroji dusíku (síran amonný, dusičnan sodný a močovina). Sekce:

Biotechnologie II

Využití přírodních látek k regulaci tvorby biofilmu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Martina Paldrychová M2 Ústav biotechnologie Ing. Irena Kolouchová, Ph.D; Ing. Karolína Pádrová

Schopnost účinně potlačit tvorbu a růst mikrobiálních biofilmů nabývá v současné době na důležitosti. Biofilmy mohou působit vážné potíže v potravinářském průmyslu nebo ve zdravotnictví. Patogenní mikroorganismy schopné kolonizovat lékařské nástroje, implantáty a následně lidské tkáně způsobují řadu závažných onemocnění. Buňky v tomto uspořádání jsou mimořádně odolné, a proto úspěšná eradikace biofilmů je značně komplikovaná. Dalším problémem je také stále vzrůstající rezistence mikroorganismů k řadě dostupných antibiotik. Možnou strategií v boji proti rezistentním mikroorganismům je kombinace přírodních látek a konvenčních antibiotik. Přírodní produkty (extrakty z rostlin) obsahují látky (především fenolové deriváty a terpeny), které disponují antimikrobiální aktivitou, mohou narušit tvorbu biofilmu ve všech fázích a interagují i se zralým biofilmem. Mezi fenolové deriváty patří skupina stilbenů (resveratrol, pinosylvin a pterostilben). V této práci byl pozorován jejich vliv na růst kvasinek Trichosporon cutaneum a Candida krusei v suspenzní kultuře a na již narostlý biofilm. Byl studován účinek vybraných stilbenů v kombinaci s polyenovým antibiotikem amphotericinem B.


Sekce:

Sklízení jednobuněčných sladkovodních řas metodou flokulace Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Smolová M2 Ústav biotechnologie doc. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D; Ing. Gita Procházková

Kromě polysacharidů a triacylglycerolů, které mohou být využitelné k výrobě bioethanolu a bionafty, obsahuje řasová biomasa mnoho dalších cenných látek, které jsou hodnotné pro další aplikace. Komerčně prováděné sklízení jednobuněčných řas se provádí např. centrifugací, ale jelikož řasová biomasa dosahuje při kultivacích jen nízkých koncentrací (0,5 až 5 g.l-1), je nutné zpracovávat velké objemy, což je energeticky náročné. Proto je snaha řasovou biomasu nejprve více zkoncentrovat, aby se zpracovávaný objem zmenšil a s ním i ekonomická náročnost procesu. Jednou z možností je použití metody flokulace, kdy se za pomoci flokulačních činidel řasy shlukují do větších útvarů, které pak snadněji a rychleji sedimentují. Tato práce se zabývá sklízením řas rodu Chlorella vulgaris pomocí dvou flokulačních činidel. Porovnala se účinnost flokulace chitosanu a magnetického chitosanu v modelovém prostředí 10 mmol.l-1 KCl o různých hodnotách pH (4, 7, 10). V případě chitosanu bylo nejefektivnější flokulace (více než 90% účinnost) dosaženo při pH 4 a dávce flokulačního činidla 11,4 mg/gsuš. Při použití magnetického chitosanu bylo nejefektivnější flokulace dosaženo rovněž při pH 4, ale potřebná dávka flokulačního činidla byla až 729 mg/gsuš. Sekce:

Biotechnologie II

Ovlivnění metabolické aktivity kvasinek ionty kovů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Michal Zimola B3 Ústav biotechnologie Ing. Irena Kolouchová, Ph.D.; Ing. Karolína Pádrová

Růst mikroorganismů je ovlivněn přítomností a koncentrací stopových prvků. Stále více biotechnologických studií zkoumá možnosti zvýšení produkce biomasy nebo např. lipidů v mikroorganismech, zejména kvasinkách a řasách. Jednou z nejmodernějších možností je ovlivnění růstu kovy vzácných zemin, tj. lanthanoidy a scandium a yttrium. V průmyslových aplikacích jsou tyto prvky používány jako složka hnojiv pro zvýšení úrodnosti. Mohou se přidávat v čisté podobě jako chloridy nebo v podobě přírodního upraveného nerostu např. Monazitu. Cílem práce je zjistit možné ovlivnění růstu 7 rodů kvasinek, které patří mezi oleogenní nebo biotechnologické rody pomocí přídavku různých koncentrací kovů vzácných zemin do kultivačního media. U vybraných kombinací bude sledována změna obsahu biomasy a množství lipidů v buňce. V případě pozitivního ovlivnění růstu a /nebo obsahu lipidů je možné výsledky použít k optimalizaci produkce biomasy a lipidů pro výrobu biopaliv 3. generace.



Soutěžící:

Sekce:

Biotechnologie III (přednášková) B35, 9:00 doc. Ing.Tomáš Brányik, PhD Ing. Marcel Karabín, PhD Ing. Barbora Branská, PhD Bc. Alžběta Dostálková (M2) Bc. Andrea Heřmanová (M2) Bc. Markéta Ivanišová (M2) David Kundrát (B3) Bc. Lukáš Linha (M2) Bc. Tereza Streckerová (M2) Bc. Andrej Suchánek (M2) Bc. Magda Ševčíková (M2) Bc. Adéla Urbanská (M2) Biotechnologie III

Vliv bazické oblasti nukleokapsidového proteinu na tvorbu zralé a nezralé retrovirové částice Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Alžběta Dostálková M2 Ústav biotechnologie Michaela Rumlová, PhD.

Retroviry jsou obalené RNA viry, které způsobují vážná celoživotní onemocnění. Jedním z těchto onemocnění je AIDS, které způsobuje virus lidské imunodeficience typu 1 (HIV-1). V současné době se k potlačení projevů AIDS používá kombinovaná léčba, tzv. HAART (z angl. Highly Active Antiretroviral Therapy). Tato léčba dokáže sice onemocnění zmírnit či na určitou dobu pozastavit, ne však zcela vyléčit. Účinné látky jsou většinou cíleny tak, aby zablokovaly některý z klíčových kroků životního cyklu retrovirů. Jedním z těchto důležitých kroků je i tvorba nezralé retrovirové částice uvnitř cytoplasmy napadené buňky. Byla identifikována celá řada domén retrovirových strukturních proteinů podílejících se na skládání nezralé virové částice. Během našeho studia jsme se zaměřili na jednu z nich, a to bazickou oblast v N-koncové části nukleokapsidového proteinu (NC). Pro studium byl použit Mason-Pfizerův opičí virus (M-PMV), který představuje vhodný model pro studium skládání nezralých částic. Byla připravena série M-PMV provirových konstruktů nesoucích mutace v bazické doméně NC. Byla ověřena produkce mutantních virů v lidských embryonálních buňkách HEK 293T. Byla porovnána infektivita mutantů s M-PMV divokého typu. Infektivita byla detekována pomocí průtokového cytometru a semikvantitativního western blotu.


Sekce:

Biotechnologie III

Vliv na tvorbu a stabilitu biofilmu kvasinek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Andrea Heřmanová M2 Ústav biotechnologie prof. Alena Čejková, PhD., Ing. Eva Kvasničková

Biofilm je mikrobiální společenství charakterizované složitými interními interakcemi. Vzniká ireverzibilním přichycením buněk na rozhraní pevný povrch – vodné prostředí. Jeho negativní projevy jsou pozorovány zvláště v medicíně, kde je snaha z důvodu zvýšené rezistence mikroorganismů v biofilmu nahradit antibiotika účinnými přírodními látkami či zvýšit jejich účinnost díky synergistickému působení antibiotika a přírodní látky. Příkladem je baicalein, flavon s antimykotickými vlastnostmi, který je hlavní složkou šišáku bajkalského. Tato práce se zabývá působením baicaleinu na biofilm kvasinek a jeho vlivem v kombinaci s antibiotikem amphotericinem B a přírodním polysacharidovým biopolymerem chitosanem. Pro zástupce rodu Candida – C. krusei a C. parapsilosis a vláknitou houbu Trichosporon cutaneum byly pomocí Bioscreen C stanoveny minimální inhibiční koncentrace (MIC) použitých látek a následně navrženy vhodné kombinace daných látek, které vedly ke stanovení frakčních inhibičních indexů (FICi). Tyto experimenty prokázaly významné synergistické působení baicaleinu s amphotericinem B i chitosanem. Dále byly XTT metodou stanoveny MIC baicaleinu pro biofilm vybraných zástupců. Bylo zjištěno inhibiční působení baicaleinu na biofilm v mnohonásobně nižších koncentracích oproti suspenzním populacím.

Sekce:

Biotechnologie III

Zvýšení trvanlivosti nefiltrovaného piva pomocí vysokého hydrostatického tlaku Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Markéta Ivanišová M2 Ústav biotechnologie prof.Ing.Pavel Dostálek, CSc.; Ing.Lukáš Jelínek, Ph.D.

Trvanlivost nefiltrovaného piva je nejvíce ovlivněna životními projevy kvasinek, které mohou být potlačeny pasterací. Touto metodou je možné dosáhnout zvýšení mikrobiální stability, ale zároveň je pivo negativně ovlivněno tepelným působením pasterace. Tato práce je věnována nalezení optimálních podmínek mikrobiologické stabilizace nefiltrovaného piva s co nejnižším vlivem na jeho senzorické vlastnosti. Z těchto důvodů jsme v první části práci otestovali inaktivační účinek na kvasinky v nefiltrovaném pivu působením vysokého hydrostatického tlaku (HHP - High Hydrostatic Pressure). Zjistili jsme, že působení tlaku 350 MPa po dobu 5 minut má za následek úplnou inaktivaci pivovarských kvasinek (nulový nárůst na půdě). Zároveň bylo předběžně prokázáno, že aplikace vysokého hydrostatického tlaku byla k chuťovým vlastnostem piva velmi šetrná, jelikož během stabilizace nedocházelo k zahřívání piva. Ve druhé části práce bude v provozních podmínkách Břevnovského klášterního pivovaru sv.Vojtěcha stočeno pivo do plastových bariérových lahví a toto pivo bude ošetřeno vysokým tlakem ve firmě Beskyd Fryčovice, a.s. Trvanlivost a senzorická stabilita tohoto piva pak bude srovnána s pivem stejně skladovaným, ale vysokým tlakem neošetřeným.


Biotechnologie III

Vliv změny fenotypu Candida parapsilosis na tvorbu biofilmu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Dávid Kundrát B3 Ústav biotechnologie Ing. Olga Schreiberová, PhD., Ing. Eva Kvasničková

Kvasinky rodu Candida patří k nejčastějším původcům nozokomiálních infekcí. Tyto infekce jsou závažným problémem, jelikož jsou jednou z hlavních příčin morbidity pacientů, delší doby hospitalizace i zvýšení nákladů na jejich léčbu. Biofilmy, které jsou zdrojem infekce, se vyznačují vysokou resistencí vůči běžným dezinfekčním prostředkům, ale i vůči antibiotikům. Změna fenotypu může mít zásadní vliv na množství a vlastnosti biofilmu tvořeného kvasinkami rodu Candida. Náplní této práce byla modifikace Candida parapsilosis pomocí opakovaného působení UV záření a následná kvalitativní i kvantitativní analýza vláknitých biofilmů, tvořených tímto modifikovaným kmenem. Celkový obsah biofilmu byl kvantifikován pomocí barvení krystalovou violetí, charakteristiky biofilmu byly sledovány obrazovou analýzou s využitím konfokálního mikroskopu (SDCM) a automatického mikroskopu CellaVista. Mikrokultivací byly pro původní i modifikovaný kmen C. parapsilosis určeny minimální inhibiční koncentrace (MIC) pro antibiotika (amfotericin B, flukonazol) i přírodní látky (chitosan, baicalein). MIC pro suspenzní buňky modifikované kvasinky byly nižší než u původního kmene, naopak nárůst biomasy biofilmu tohoto kmene kvasinky byl v průměru o 35 % vyšší a zároveň byl více odolný vůči působení použitých antimikrobních látek. Sekce:

Biotechnologie III

Charakterizace izolovaných kmenů termofilních bakterií Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lukáš Linha M2 Ústav biotechnologie Ing. Martin Halecký, PhD.

Uvolňování těkavých organických látek je v současné době závažný, celosvětový problém. Jedná se o širokou skupinu látek zahrnující alkoholy, aromáty, aldehydy, estery, ethery, ketony a n-alkany. V tomto výčtu látek lze nalézt toxiny, karcinogeny nebo nepříjemné pachové látky. Do ovzduší se uvolňují jako příměs odpadního vzduchu z průmyslových procesů, přičemž jeho teplota často překračuje 40 °C. Cílem tedy bylo izolovat a charakterizovat kmeny termofilních bakterií, které by splňovaly následující kriteria: schopnost úplné degradace znečišťujících látek, nízké nároky na živiny, co největší flexibilita degradačních schopností a teplotního rozmezí růstu a v neposlední řadě snadná kultivovatelnost v náplňovém bioreaktoru (biofiltru). Byla provedena identifikace izolovaných kmenů pomocí PCR (v rámci spolupráce s Jihočeskou univerzitou v Českých Budějovicích), dále jejich fyziologická a růstová charakteristika na pevném substrátu v teplotním rozmezí 35 – 75 °C a při submerzní kultivaci v minerálním mediu při 60 °C se směsí polutantů methyl-ethyl keton, toluen, n-alkany, nonan a octan methylnatý. Nejlepších výsledků v testech a zároveň nejslibnějších předpokladů pro použití v biofiltrech dosáhly kmeny Aeribacillus pallidus, Geobacillus thermoleovorans a Brevibacillus thermoruber.


Biotechnologie III

Příprava rekombinantní nukleasy TBN1 s potenciálním farmakologickým účinkem Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Tereza Streckerová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Dr. Ing. Petra Lipovová

Bifunkční rajčatová nukleasa (TBN1) je glykoprotein (37 kDa) s protinádorovými účinky, které jej spolu s dalšími vlastnostmi činí farmakologicky zajímavou molekulou. Tato práce se zabývá přípravou rekombinantní TBN1 v kvasinkách Pichia pastoris. Ve srovnání s expresí v rostlinách má P. pastoris potenciál produkovat nukleasu rychleji, ve větším výtěžku a jednodušeji vzhledem k následné purifikaci. Gen pro TBN1 byl do buněk P. pastoris vnesen spolu s různými modifikacemi sekrečního signálu a byla sledována exprese cílového proteinu. Ten byl v tomto případě detekován pouze intracelulárně ve stopovém množství. Problém s tvorbou a sekrecí TBN1 do extracelulárního prostoru mohl být způsoben toxicitou nukleasy nebo špatným sbalením proteinu, což by vedlo k jeho degradaci. Pro ověření hypotézy o toxicitě a tím zapříčiněnému rozštěpení nukleasy v buňkách byl tedy gen pro TBN1 modifikován tak, aby vznikl protein bez enzymové aktivity. Po optimalizaci expresních podmínek byl tento produkt z buněk P. pastoris izolován a potvrzen. Ani v tomto případě však nebylo exprimováno produkčně významné množství cílového glykoproteinu. Míra produkce je tedy pravděpodobně ovlivněna dalšími faktory. V následujícím kroku je testována kodonová optimizace TBN1 a jejího neaktivního analogu za účelem zvýšení exprese této nukleasy a její izolace pro další zkoumání.

Sekce:

Biotechnologie III

Vliv kultivačních podmínek na produkci rhamnolipidů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Andrej Suchánek M2 Ústav biotechnologie Ing. Olga Schreiberová, Ph.D

Rhamnolipidy se jako biosurfaktanty, tedy povrchově aktivní látky biologického původu, dostávají do zájmu mnohým společnostem zabývajícím se farmaceutickým, potravinářským, kosmetickým i petrochemickým průmyslem, jelikož představují ekologickou alternativu k syntetickým surfaktantům. Rhamnolipidy nabízejí uplatnění také v ochraně životního prostředí, například při bioremediacích hydrofobních polutantů. Hlavní výhoda použití biosurfaktantů oproti chemickým surfaktantům spočívá v jejich účinnosti při nízkých koncentracích, velmi malé toxicitě a vysoké stabilitě při extrémních vnějších podmínkách prostředí (pH, salinita, teplota). Tato práce byla zaměřena na produkci rhamnolipidů v laboratorním bioreaktoru pomocí bakteriálního kmene Pseudomonas aeruginosa B – 59188. Byly sledovány vlivy kultivačních podmínek (teplota, pH, složení média) na produkci rhamnolipidů. Byla zkoumána také možnost ovlivnění produkce rhamnolipidů pomocí systému quorum sensing (QS). Bylo zjištěno, že produkce rhamnolipidů stoupá při použití hydrofóbních zdrojů uhlíku (slunečnicový olej), při kultivacích bez regulace pH a při přidání inhibitorů QS.


Biotechnologie III

Odbourávání směsí nitroaromatických látek ve dvoustupňovém bioreaktoru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Magda Ševčíková M2 Ústav biotechnologie prof. Ing. Jan Páca, DrSc.; Ing. Pavlína Karlová

Nitroaromatické látky patří do skupiny toxických polutantů vznikajících při výrobě barev, výbušnin, pesticidů, plastů, rozpouštědel a léčiv. Jednou z možností jejich odstranění z životního prostředí je jejich mikrobiální degradace. Její průběh může být ovšem značně ovlivněn, je-li v prostředí přítomno více nitroaromatických sloučenin zároveň. Cílem této práce bylo odstranění směsi snáze odbouratelného 4-nitrofenolu s obtížněji odbouratelným 2-nitrotoluenem a 3-nitrotoluenem z modelové odpadní vody pomocí směsné mikrobiální kultury. Průběh odbourávání jednotlivých látek samostatně a ve směsi byl zkoumán pomocí volných buněk v třepaných baňkách. Na základě zjištěných poznatků byl pro účinnější odbourávání směsí nitroaromatických látek sestaven kontinuální dvoustupňový náplňový reaktor s kontinuálním provozem. V prvním stupni byl odbourán veškerý 4-nitrofenol a část přiváděného množství nitrotoluenů. V druhém stupni, adaptovaném na degradaci nitrotoluenů, byl pak odbourán veškerý zbývající 2-nitrotoluen a většina 3-nitrotoluenu. Ke kompletnímu odstranění 3-nitrotoluenu z odpadní vody nedošlo zřejmě kvůli jeho nízké biodegradabilitě a nízké degradační rychlosti, pozorované v obou experimentálních uspořádáních. Sekce:

Biotechnologie III

Mikrobiální produkce kyseliny jantarové Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Adéla Urbanská M2 Ústav biotechnologie doc. Dr. Ing. Petra Patáková; Mgr. Jan Kolek

Kyselina jantarová je součástí citrátového cyklu a ve formě sukcinátu nebo sukcinyl-CoA je přítomna téměř ve všech mikrobiálních, rostlinných a živočišných buňkách. Je používána jako antimikrobiální agens, regulátor kyselosti a má významný stabilizační účinek na aminokyseliny a vitaminy, čímž zvyšuje jejich využitelnost. Pravděpodobně nejznámějším producentem této kyseliny je bakterie Actinobacillus succinogenes, izolovaná z bachoru, která tvoří kyselinu jantarovou za anaerobních podmínek, obvykle zároveň s tvorbou kyseliny octové, mravenčí a mléčné. Uvádí se, že kyselina jantarová se tvoří za současné spotřeby CO2 a sacharidického zdroje uhlíku. Experimenty však bylo zjištěno, že vysoké koncentrace (28,9 g/l), kyseliny jantarové se dosáhne i bez probublávání bioreaktoru pomocí CO2. Výtěžnost produkce kyseliny jantarové při tomto experimentu byla 39,7% s produktivitou 0,7 g/l/h. Po kultivaci bez probublávání CO2 byla jediným vedlejším produktem, pouze kyselina octová v koncentraci 6,37 g/l. V bioreaktoru s probubláváním CO2 byla na konci experimentu přítomná vedle kyseliny jantarové o koncentraci 14,88 g/l, také kyselina octová o koncentraci 6,63 g/l a kyselina mléčná o koncentraci 12,37 g/l.


Seznam sekcí a složení komisí – ústav 320 Sekce:

Biochemie rostlin a hub (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00

Komise: Předseda: Členové:

Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D. Ing. Hana Sýkorová, Ph.D. Ing. Petra Grznárová, Ph.D. Ing. Sabina Purkrtová Ing. Lucie Maršálová Bc. Monika Barešová (M2) Bc. Vladimíra Hajná (M2) Bc. Lucie Lamparová (M2) Bc. Lucie Munzarová (M2) Bc. Pavla Nováková (M2) Bc. Patricie Sixtová (M2) Bc. Petra Žáčková (M1)

Biochemie rostlin a hub (posterová)

Cytokininy v interakci Leptosphaeria maculans a Brassica napus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Monika Barešová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Lenka Burketová, CSc.; Mgr. Lucie Trdá, Ph.D.

Leptosphaeria maculans je houbový patogen způsobující jedno z nejzávažnějších onemocnění řepky olejky, fómovou hnilobu. Rostlina koordinuje obranu proti této infekci prostřednictvím signálních molekul, fytohormonů. L. maculans je schopna biosynthetisovat fytohormony typu cytokininů in vitro. Cílem této studie je stanovení původu zvýšené koncentrace cytokininů v infikovaném rostlinném pletivu a jejich vilv na probíhající infekci. K tomuto účelu byla zvolena především metoda post-transkripčního umlčení genů pro biosynthesu konkrétních fytohormonů. Účinnost post-transkripčního umlčení pomocí dvojvlásenkového vektoru pHYG-GS typu Gateway byla nejprve ověřena v transgenní linii L. maculans exprimující reportérový gen GFP. Analýza fenotypu linií získaných silencingem ukázala, že došlo ke statisticky signifikantnímu snížení fluorescence GFP oproti kontrolní mateřské L. maculans s neumlčeným GFP genem. To bylo detekováno mikroskopicky a kvantifikováno měřením intenzity fluorescence na fluorometru Tecan. Analýza transkripce genu GFP provedená pomocí kvantitativní PCR potvrdila, že pozorované snížení intenzity fluorescence koreluje se snížením hladiny transkriptu. Vliv cytokininů na infekci hostitelské rostliny jsme také sledovali prostřednictvím exogenní aplikace do listů rostliny.


Úloha fosfolipasy D v odpovědi rostlin Arabidopsis thaliana na solný stres Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Vladimíra Hajná M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Dr. Ing. Zuzana Novotná

Zasolení půd je v současné době problém mnoha pěstitelských oblastí. Sůl jako abiotický stresor negativně ovlivňuje růst i produktivitu rostlin. Rostliny se solnému stresu brání a reagují na něj mnoha způsoby již na buněčné úrovni. Jedním z obranných mechanismů je akumulace prolinu. Mezi enzymy účastnící se regulace syntézy prolinu patří fosfolipasa D (PLD). U modelové rostliny Arabidopsis thaliana bylo popsáno dvanáct isoforem PLD lišících se jak primární strukturou, tak i biochemickými vlastnostmi. Mechanismus, kterým PLD ovlivňuje regulaci syntézy prolinu, ani konkrétní isoforma PLD nejsou známy. Cílem práce bylo zjistit, které isoformy PLD se podílí na regulaci syntézy prolinu během odpovědi rostlin Arabidopsis thaliana na zasolení. Divoký typ a mutantní rostliny Arabidopsis thaliana s umlčenými geny pro všechny jednotlivé isoformy PLD byly vystaveny krátkodobému (v tekutém mediu) i dlouhodobému (na pevném mediu) působení stresu zasolením. Následně byla v rostlinách stanovena hladina prolinu. Výraznější odchylka v hladině prolinu oproti divokému typu byla zaznamenána u mutantů s umlčenými geny pro PLDα1, PLDβ1, PLDγ3, PLDδ a PLDԑ. V další práci se soustředíme právě na tyto isoformy.

Isoformy fosfolipasy D v odezvě na induktory resistence Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Lucie Lamparová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. RNDr. Olga Valentová, CSc.; Ing. Martin Janda

Fosfolipasa D (PLD), enzym katalyzující hydrolysu fosfolipidů za vzniku kyseliny fosfatidové, se v rostlinách Arabidopsis thaliana vyskytuje v dvanácti isoformách. V naší laboratoři jsme farmakologickým přístupem prokázali zapojení PLD do signální dráhy kyseliny salicylové (SA) a do tvorby reaktivních forem kyslíku (ROS). Oba tyto děje hrají významnou roli v odpovědi rostlin na biotický stres. Naším cílem je zjistit, které konkrétní isoformy jsou zapojeny v SA signalizaci a tvorbě ROS. V experimentech využíváme dostupné T-DNA inzerční mutanty se zablokovanou tvorbou jednotlivých isoforem PLD. U nich sledujeme změny v transkripci obranných genů po ošetření SA a tvorbu ROS po ošetření bakteriálním elicitorem flg22. Podle dosavadních výsledků se zdá, že jednotlivé isoformy nepůsobí individuálně, ale že námi pozorované efekty jsou výsledkem jejich vzájemně provázaného působení.


Purifikace a charkterizace enzymů kmenů Pleutorus ostreatus pro degradaci 17α-ethynylestradiolu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Lucie Munzarová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D.; doc. Tomas Cajthaml, Ph.D.; RNDr. Zdena Hrsinová Křesinová, Ph.D.

Práce je zaměřena na purifikaci a identifikaci enzymů produkovanými ligninolytickými houbovými kmeny Pleurotus ostreatus a jejich participaci při degradaci 17α-ethynylestradiolu (EE2). EE2 je pro svou vysokou biologickou aktivitu hojně využíván jako aktivní složka perorální antikoncepce, v životním prostředí je však perzistentní a svými vlastnostmi je řazen mezi skupinu organopolutantů negativně působících na hormonální soustavu – tzv. endokrinní disruptory. Detailní studium degradace EE2 u kmenů P. ostreatus HK, Kryos a 3004 bylo provedeno řadou experimentů zahrnující identifikaci a purifikaci příslušných enzymů či jejich proteoforem prostřednictvím elektroforetických, chromatografických a hmotnostně spektrometrických metod. Degradační potenciál byl stanoven sadou in vivo a in vitro pokusů s houbovými frakcemi. Z pilotních experimentů vyplývá, že všechny studované kmeny P. ostreatus jsou schopny za daných podmínek degradovat EE2 v průběhu prvních 3 dnů kultivace, avšak s rozdílnou detekovanou aktivitou studovaných extracelulárních enzymů. Při in vitro experimentech byly detekovány významné rozdíly při degradaci prostřednictvím enzymu mangan-peroxidasy.

Fosfatidylinositol-4-kinasa a její úloha v interakci Arabidopsis thaliana s patogeny Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Pavla Nováková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. RNDr. Olga Valentová, CSc.

Rostliny musí denně čelit působení mnoha patogenů. Aby v tomto boji obstály, mají své obranné mechanismy, v nichž důležitou roli zastávají signalizační procesy, které jsou vzájemně provázané. Významnou roli v interakci rostlina-patogen hraje fytohormon kyselina salicylová (SA), jejíž signalizace, jak se v současné době ukazuje, je provázána s fosfolipidovým signálním systémem. V naší laboratoři jsme prokázali, že zablokování dvou isoforem enzymu fosfatidylinositol-4-kinasy β (PI4K; EC 2.7.1.67) spouští dráhu SA. V této práci je studována úloha PI4K v interakci Arabidopsis thaliana s patogeny. Experimenty jsou prováděny na dvojnásobných T-DNA inzerčních mutantech pi4kβ1β2, které vykazují zvýšenou hladinu SA. Testováni jsou zástupci biotrofních (Pseudomonas syringae), hemibiotrofních (Hyaloperonospora arabidopsidis) i nekrotrofních (Sclerotinia sclerotiorum, Botrytis cinerea) patogenů.


Lokalizace transportérů rodiny CTR z Amanita strobiliformis v membránách modelové kvasinky Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Patricie Sixtová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Pavel Kotrba, PhD.; Ing. Kateřina Hložková

Ektomykorhizní houba Amanita strobiliformis (muchomůrka šiškovitá) je jedním z prvních popsaných eukaryotních hyperakumulátorů stříbra (Ag) s obsahy až 1200 mg Ag kg-1 sušiny plodnic z nekontaminovaných lokalit. Jedním z předpokladů hyperakumulace těžkých kovů je existence systému pro účinný transport iontů přes cytoplazmatickou a případně další membrány buňky. V předchozí studii byly identifikovány částečné sekvence 4 transkriptů AsCTR pro pravděpodobné transportéry iontů mědi (Cu) z rodiny CTR, byly získány kompletní kódující sekvence AsCTR2, 3 a 4 a ukázáno, že AsCTR2 a AsCTR3 jsou v Saccharomyces cerevisiae Δctr1Δctr2ctr3Δ s defektem v příjmu Cu schopny zprostředkovat transport Cu i chemicky podobného Ag. Chyběla však informace o buněčné lokalizaci transportérů AsCTR, která by pomohla lépe objasnit jejich fyziologické funkce. Kmen Δctr1Δctr2ctr3Δ byl proto transformován plasmidy pro expresi genetických fúzí transportérů se zeleným fluorescenčním proteinem. Komplementační studie a vizualizace fúzí pomocí fluorescenční mikroskopie naznačují, že AsCTR2 a AsCTR3 lokalizují v cytoplazmatické membráně, kde zprostředkovávají příjem kovu do buněk, zatímco AsCTR4 se pravděpodobně nachází v endomembránách endoplasmatického retikula nebo vakuol. Sekce:

Funkční charakterizace metalothioneinu AsMT3 z hyperakumulátora stříbra Amanita strobiliformis Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Petra Žáčková M1 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Pavel Kotrba, Ph.D.

Jedním z mechanismů, kterým buňky hub eliminují toxicitu nadbytku volných iontů esenciálních i fyziologicky irelevantních těžkých kovů je vazba na intracelulární ligandy z rodiny metalothioneinů. Tyto cytoplasmatické peptidy obsahují velké množství zbytků cysteinů, které jsou organizovány v charakteristických motivech umožňujících účinnou koordinaci těžkých kovů. Předchozí studie ektomykorhizní houby Amanita strobiliformis se věnovaly popisu třech isoforem metalothioneinu AsMT1 zajišťujících detoxikaci hyperakumulovaných Ag+. V této práci byla ověřována schopnost AsMT3, který je dalším identifikovaným metalothioneinem A. strobiliformis, detoxikovat intracelulární Cu+/2+, Cd2+ a Zn2+. Byl připraven plasmid pro expresi kódující sekvence genu AsMT3 v mutantních kmenech Sacharomyces cerevisiae citlivých vůči iontům Cu, Cd nebo Zn. Zjištění, že exprese AsMT3 výrazně posiluje schopnost mutantních kvasinek tolerovat zvýšené koncentrace sledovaných iontů kovů na agarových i v tekutých médiích ukázala, že AsMT3 je funkčním peptidem schopným v buňkách vázat ionty Cu, Cd i Zn.


Biologicky aktivní látky (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00

Sekce:


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Zuzana Novotná, Ph.D. Ing. Barbora Holubová, Ph.D. Ing. Petra Prouzová, Ph.D. Ing. Barbora Javůrková Ing. Lucie Vondráková

Bc. Kamila Dropková (M2) Bc. Jana Dvořáková (M2) Bc. Lenka Koucká (M2) Bc. Veronika Kováčová (M2) Bc. Michael Kugler (M2) Terezie Páníková (B3) Bc. Vladimíra Pavlíčková (M2) Bc. Kamila Thumová (M2)

Biologicky aktivní látky (posterová)

Konjugace s polyaminy zvyšuje fototoxicitu fotosenzitizerů pro lidské buňky in vitro Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kamila Dropková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; Mgr. Mariia Darmostuk

Fotodynamická terapie je léčebná a diagnostická metoda, která se využívá při léčbě rakoviny, kombinuje netoxická barviva, fotosenzitizery, a světlo ve viditelné oblasti. Po absorpci světla fotosenzitizerem dochází ke vzniku reaktivních forem kyslíku, které mohou způsobit buněčnou smrt. V této studii byly vyvinuty nové konjugáty polyaminů s feoforbidem α a purpurinem 18, které byly již dříve popsány jako potenciální fotosenzitizery. Byla studována jejich toxicita ve tmě a fototoxicita na nádorových a nenádorových buňkách in vitro. Z původního souboru sloučenin byly vybrány konjugáty s nejvyšší účinností. Vybrané sloučeniny byly dále testovány za různých koncentrací a světelných dávek, aby byly definovány vhodné podmínky eliminace rakovinných buněk. Kromě toho byla ověřena lokalizace všech sloučenin v buňkách pomocí konfokální fluorescenční mikroskopie. Provedené experimenty ukázaly, že konjugace purpurinu 18 se sperminem vede ke zvýšené kumulaci konjugátu uvnitř buněk ve srovnání se samotným purpurinem 18, čímž se zvyšuje jeho fototoxický potenciál. V současné době je náš výzkum zaměřen na studium mechanismu buněčné smrti vyvolané těmito sloučeninami.


Využití rostliny Miscanthus giganteus v zemědělství Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Jana Dvořáková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Petra Lovecká, Ph.D.

V současné době je zemědělství stále více závislé na používání velkého množství herbicidů, insekticidů a umělých hnojiv, které znamenají pro životní prostředí značnou zátěž. Proto je snaha hledat nové způsoby podpory růstu rostlin a jejich ochrany před škůdci a chorobami. Jednou z možností je využití rostlinných biologicky aktivních látek, případně endofytních a půdních mikroorganismů podporující růst a ochranu rostlin. Ozdobnice čínská (Miscanthus giganteus) je rostlina z čeledi lipnicovitých odolná vůči chorobám a škůdcům. Doposud byla využívána pouze jako zdroj energie spalováním její biomasy. Cílem práce je nalezení nového možného využití této rostliny. Endofytní mikroorganismy z listů a kořene ozdobnice čínské byly identifikovány metodou MS MALDI TOF a charakterizovány vzhledem k jejich funkčnínu potenciálu. Byly testovány aktivity týkající se podpory a ochrany rostlin. Z ozdobnice byl získán vodný extrakt, u kterého byla testována antimikrobiální aktivita proti různých bakteriálním a plísňovým patogenům. Sekce: Biologicky aktivní látky

Vliv cílených substitucí v adenylátcyklasovém toxinu bakterie Bordetella pertussis na jeho biologické aktivity Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Lenka Koucká M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Radim Osička, Ph.D.

Bordetella pertussis je gramnegativní bakterie, která u lidí způsobuje vysoce nakažlivé akutní onemocnění označované jako černý kašel. Díky produkci několika faktorů virulence je B. pertussis schopná navodit na sliznici dýchacích cest stav lokální imunosuprese a unikat tak aktivní imunitní odpovědi hostitele. Černý kašel je závažné onemocnění zejména pro novorozence, neimunizované jedince a starší lidi, u kterých má komplikovanější průběh a na následky onemocnění mohou i zemřít. V rozvinutých zemích i České republice má černý kašel v posledních letech stoupající trend a onemocnění se vyskytuje ve všech věkových kategoriích. Důvodem je očkování populace pomocí bezbuněčných vakcín, které mají jen nízkou a časově omezenou účinnost. Jedním z hlavních faktorů virulence bakterie B. pertussis je adenylátcyklasový toxin (ACT), který ve všech dnes používaných bezbuněčných vakcínách chybí, přestože sehrává klíčovou roli v počátečních fázích kolonizace. Cílem této práce je získat nové poznatky o vztahu struktury a funkce ACT a o molekulárních mechanismech interakce toxinu s hostitelskými buňkami. Díky správnému pochopení fungování ACT pak bude možné odstranit všechny jeho toxické aktivity a zahrnout jej do nové generace účinných bezbuněčných vakcín proti černému kašli.


Prebiotické vlastnosti fukooligosacharidov syntetizovaných pomocou beta-D-fukozidázy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Veronika Kováčová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.

Prebiotiká sú nestravitelnou složkou potravín, ktoré podporujú rast alebo aktivitu črevnej mikroflóry a zlepšujú tak zdravotný stav konzumenta. Selektívne podporujú rast žiadúcich mikroorganizmov a zároveň potlačujú rast potenciálnych patogénov. Našou úlohou bolo pripraviť látky, ktoré by mohli mať prebiotické účinky, s využitím enzýmu β-D-fukozidázy z Paenibacillus thiaminolytacus, ktorý pomocou transglykozylačnej reakcie prenáša fukózu na rôzne cukornaté i necukornaté akceptory. Ako akceptory fukózy budú slúžiť nie len mono- a disacharidy, ale i komerčné prebiotiká (inulin, rafinóza, stachyóza, lactulóza a iné). Cieľom práce je vytvoriť prebiotikum s lepšími prebiotickými vlastnosťami, ktoré by podporovalo rast žiadúcich baktérií v hrubom čreve a nebolo metabolizované nežiadúcimi baktériemi. Doposiaľ sme pripravili fukozylovanú glukózu, galaktózu, lactulózu a ich prebiotické účinky boli testované na vybraných základných kmeňoch Bifidobactérií. V závere práce budeme sledovať pomer rastu Bifidobacterií a Clostrídií účinkom nami pripravených fukozylovaných látok.

Příprava nukleasy TBN1 v suspenzní kultuře tabáku Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Michael Kugler M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Petra Lipovová, PhD.

Rostlinná endonukleasa TBN1 izolovaná z Lycopersicon esculentum je termostabilní glykoprotein, který je schopen štěpit jak jednořetězcové tak dvouřetězcové formy nukleových kyselin. Mimo fosfoesterasové aktivity byla u TBN1 zjištěna vůbec jako u první nukleasy fosfolipasová aktivita. Samotná produkce TBN1 v Lycopersicon esculentum je stimulována virovým onemocněním, kdy TBN1 hraje roli v patogenezi a v odpovědi rostliny na stres. Smyslem studia rostlinných a živočišných nukleas je objasnění jejich biologických účinků. U nukleasy TBN1 byla zjištěna silná in vivo inhibice proliferace nádoru lidského melanomu na athymických nahých myších. V současné době je rekombinantní TBN1 připravována in planta v Nicotiana benthamiana. Tato metoda je však časově náročná a poskytuje malé výtěžky. Alternativní produkce v Pichia pastoris prozatím neposkytla dostatečně silnou a stabilní expresi, pravděpodobně z důvodu odbourávání TBN1 jako toxického proteinu. Z tohoto důvodu byla navržena exprese v suspenzních kulturách buněk BY-2 z Nicotiana tabacum. Byl připraven plazmid nesoucí gen pro TBN1 společně s genem pro eGFP a histidinovou kotvou (pGreen_TBN1_eGFP_HisTag), který bude vnesen do buněk BY-2.


Vztah mezi proteasomální degradací a proteinem Pup v Mycobacterium smegmatis Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Terezie Páníková B3 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Michaela Marková, Ph.D.

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) je hlavním původcem onemocnění zvané tuberkulóza. Proteasomální degradace proteinů v bakterii Mtb má zásadní vliv na její přežití v hostitelském organizmu. Makrofágy hostitelského organizmu produkují ROS částice, které atakují proteiny Mtb. Poškozené proteiny jsou rychle degradovány v proteasomu. Podobně jako ubiquitin v eukaryotech, protein Pup (Procaryotic Ubiquitin-like Protein) označuje poškozené proteiny a směřuje je k degradaci v proteasomu. Cílem této práce je zjistit vliv oxidativního stresu způsobeného peroxidem vodíku a dusitanem sodným na chování proteinu Pup v buněčné kultuře M. smegmatis, která se používá jako modelový organismus pro mykobakterie. PafA (Proteasome accessory factor A) je ATP dependentní ligasa, která vytváří isopeptidovou vazbu mezi C-koncem proteinu Pup a lysinovými zbytky proteinů určených k degradaci v proteasomu. Dalším cílem této práce je připravit rekombinantní PafA v E. coli, aby mohly být provedeny experimenty týkající se interakce PafA a proteinu Pup.

Intracelulární lokalizace fluorescenčních derivátů nandrolonu a jejich vliv na proliferaci nádorových buněk Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Vladimíra Pavlíčková M2 Biotechnologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; Ing. Silvie Rimpelová

Nandrolon je anabolický androgenní steroid (AAS) vyskytující se v malé míře i v lidském těle jako produkt aromatizace testosteronu. AAS mají široké využití v medicíně, patří však také k látkám zneužívaným sportovci jako doping. Námi studované látky jsou nově připravené fluorescenční deriváty nandrolonu konjugované s BODIPY (boron-dipyrrometen) a Phb (feoforbid). Tyto látky jsou cíleny na androgenní receptory (AR) buněk, jejichž zvýšená exprese je často spojována s nádory prostaty. Účelem těchto nových derivátů nandrolonu je vizualizace AR a cílená destrukce buněk s nadexpresí AR. Pomocí WST-1 testu byl stanoven vliv derivátů nandrolonu na proliferaci buněk HEK-293T a nádorových buněčných linií MCF-7, PC-3 (AR-) a LNCap (AR+). Zjistili jsme, že fluorescenční deriváty nandrolonu stimulovaly proliferaci buněk všech testovaných linií více než samotný nandrolon. Pomocí fluorescenční mikroskopie živých buněk byla určena intracelulární lokalizace derivátů nandrolonu v endoplazmatickém retikulu a v mitochondriích, což bylo potvrzeno pomocí komerčních fluorescenčních značek buněčných organel. Vazba derivátů na androgenní receptory byla potvrzena kompetitivní studií s neznačenými androgeny. Předmětem dalšího studia bude určení fototoxicity derivátů nandrolonu s Phb.


Izolace a charakterizace biologicky aktivních látek z rostlinných částí měsíčku lékařského Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kamila Thumová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Petra Lovecká, Ph.D.

Caledula officinalis (měsíček lékařský) je léčivá rostlina využívaná lidstvem již po dlouhá staletí. Znaly ji starobylé kultury, které aplikovaly tuto bylinu pro lepší hojení ran a léčení zánětlivých onemocnění. V současné době nachází měsíček uplatnění nejen ve farmacii, ale také v kosmetice. Za léčivou část je považován květ, ze kterého se vyrábějí léčivé čaje a masti. Stonky a listy jsou odpadním materiálem. Cílem této práce je porovnání vodných i organických extraktů z květů i listů měsíčku lékařského z hlediska biologické aktivity a látkového složení. Antimikrobiální aktivita byla testována na vybraných bakteriích, kvasinkách a plísních. U obou extraktů z listů, na rozdíl od extraktů z květů, byla pozorována inhibice růstu plísní Sclerotinia sclerotiorum, Sphaerodes fimicola. Při biochemické analýze byla Lowryho metodou a SDS - PAGE potvrzena přítomnost proteinů v extraktech z obou matric. V budoucnu bude provedena fytochemická analýza látek obsažených v extraktech. Rovněž bude testována antioxidační, antikolagenasová a protizánětlivá aktivita jednotlivých extraktů.


Imunochemické a bioanalytické metody (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00

Sekce:


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D. Ing. Petra Lovecká, Ph.D. Ing. Michaela Marková, Ph.D. Ing. Kateřina Hložková Ing. Růžena Píchalová

Bc. Kateřina Dunovská (M2) Bc. Lenka Hanousková (M2) Bc. Miroslava Hořáková (M2) Bc. Lenka Neumitková (M2) Bc. Ivana Pauknerová (M2) Bc. Jan Ripl (M2) Bc. Miroslav Vlach (M2) Bc. Jana Zapletalová (M2)

Imunochemické a bioanalytické metody (posterová)

Kvantitativní stanovení vitaminu K v séru u pacientů s osteoporózou Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kateřina Dunovská M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Dr. Ing. Zuzana Novotná; Ing. Eva Klapková, Ph.D.

Osteoporóza se začíná řadit mezi jedno z nejčastějších onemocnění. Jedná se o závažné onemocnění, které bývá dlouhou dobu bezpříznakové a tak se může více rozvíjet. V České republice je osteoporózou postiženo zhruba 6 – 7 % obyvatelstva. Nejrizikovější skupinou jsou postmenopauzální ženy. V nedávných letech se prokázalo, že nejen vitamin D ale i vitamin K mohou mít vliv na kostní hmotu. Oba tyto vitaminy by měly zlepšovat kvalitu kosti a tím podporovat prevenci vzniku osteoporotické zlomeniny. Bylo pozorováno, že pokud pacient trpí deficitem vitaminu D a/nebo vitaminu K, dochází u něj k rychlejší resorpci kosti a kost se tak stává křehčí. Cílem této práce je zavést a validovat chromatografickou metodu pro stanovení vitaminu K1 a K2 v séru, stanovit hladiny těchto vitaminů u pacientek s osteoporózou a porovnat hladiny u pacientek užívajících přípravky obsahující vitamín K2. Testovaly jsme různé podmínky analýzy vzorku. V současné době jsme začaly metodu validovat. Sestrojily jsme kalibrační křivky, podle kterých budeme vyhodnocovat jednotlivé pacientské vzorky.


Vliv preanalytické fáze na hodnoty biochemických analytů v krevním séru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Lenka Hanousková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Dr. Ing. Zuzana Novotná; Ing. Petr Hlaváč

Tato studie je zaměřena na centralizované klinické laboratoře, které svážejí vzorky krve z okolních odběrových míst a ordinací lékařů. Podle starých doporučení by se stanovení analytů mělo provést do jedné hodiny po odběru krve. Cílem této studie je přezkoumat tato doporučení, v dnešních podmínkách, při kterých je odběr krve prováděn do jednorázových zkumavek a je založen na vacutainerově systému. Cílem této práce bylo sledovat a statisticky zhodnotit změny základních biochemických analytů jako jsou – sodík, draslík, železo, fosfor, vápník, glukóza, bilirubin, ALT, AST, cholesterol celkový a HDL cholesterol. Jednotlivá stanovení byla prováděna pomocí přístroje COBAS 8000. V první části jsme sledovali změny hodnot analytů, ke kterým by mohlo dojít při 1 – 6 h časové prodlevě, již zcentrifugované krve skladované při pokojové teplotě. Druhá část je zaměřena na změny hodnot analytů při časové prodlevě mezi odběrem krve a její centrifugací. Poslední část je zaměřena na rozdíly změn hodnot analytů při skladování po dobu 24 h při pokojové teplotě a při skladování v lednici. Z naměřených údajů jsme vysledovali, že pokles či nárůst analytů není tak výrazný jako před používáním vacutainerova systému.

Využití polyklonálních protilátek proti oxandrolonu pro vývoj imunochemické metody Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Miroslava Hořáková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Barbora Holubová, Ph.D.

Oxandrolon je anabolický androgenní steroid a syntetický derivát testosteronu. Spolu s ostatními anabolickými steroidy je využíván v dopingu v celé řadě sportů. Doping, stejně jako volný prodej anabolických steroidů je zakázaný, ale přesto se je snaží distributoři dostat na trh ve formě potravinových doplňků s obsahem steroidních látek. Cílem mé práce je vyvinout imunochemickou metodu ELISA, vhodnou pro detekci oxandrolonu a případně i dalších anabolických steroidů v potravinových doplňcích. K dispozici jsem měla tři králičí protilátky proti oxandrolonu a dva imobilizační konjugáty s hovězím sérovým albuminem a ovalbuminem. Optimalizací podmínek pro imobilizaci a jednotlivé inkubace (pufry pro ředění, teploty, doby) jsem se snažila dosáhnout u této metody co nejdelší lineární oblasti kalibrační křivky a co nejnižšího detekčního limitu a I50.


Imunochemická detekce steroidu drostanolonu pomocí polyklonálních protilátek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Lenka Neumitková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Barbora Holubová, Ph.D.

Anabolické androgenní steroidy (AAS) jsou v posledních desetiletích hojně diskutovanou skupinou látek. Jedná se o deriváty testosteronu, které jsou často zneužívány řadou sportovců jako doping. Na druhou stranu se ale také jedná o látky, jež mají významný farmakologický účinek – podávají se po operacích, při svalových dystrofiích apod. Jedním ze zástupců AAS je drostanolon. Ve světě dopingu je relativně nový, zato však velmi oblíbený. Je užíván v různých formách a zároveň současně s jinými steroidy, což vede k nesnadné identifikaci při antidopingových kontrolách. Cílem mé práce je vyvinout takovou imunochemickou metodu, která by byla v praxi použitelná pro snadnou a rychlou detekci drostanolonu v potravinových doplňcích. Za tímto účelem byla otestována metoda ELISA v nepřímém kompetitivním uspořádání. K dispozici byl jeden imobilizační konjugát drostanolonu s navázaným hovězím sérovým albuminem a 2 králičí polyklonální protilátky. Nejprve bylo potřeba vybrat vhodné koncentrace imunoreagencií a následně byl testován vliv složení pufrů, teploty, času inkubace pro danou metodu. Dalším krokem bylo sestavení vícebodových kalibračních křivek a otestování křížových interakcí, čili specifita daných protilátek vůči strukturně podobným steroidům.

Průtoková cytometrie v diagnostice infekčních stavů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Ivana Pauknerová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie MUDr. Iuri Marinov, CSc.

Průtoková cytometrie je analytická metoda umožňující kvalitativní i kvantitativní analýzu fyzikálních (optických) a chemických (fluorescenčních) vlastností buněk v suspenzi. Infekční stav, nebo také sepse, je systémová odpověď organismu na přítomnost zánětu. V současnosti je sepse diagnostikována zejména biochemicky na základě zvýšené hladiny C-reaktivního proteinu (CRP). Naším cílem je vytvořit komplexní systém pro diagnostiku a sledování průběhu sepse, který by umožnil zachytit infekci již v raném stádiu, a to i dříve než dojde ke zvýšení hladiny CRP. Toho dosáhneme stanovením referenčních mezí pro míru exprese markerů CD10, CD11b, CD16 a CD64 na neutrofilních granulocytech v periferní krvi zdravých dárců. Referenční meze stanovíme pomocí poměru signálů fluorescence/autofluorescence. Fluorescencí rozumíme signál získaný ze vzorku po navázání fluorescenčně značené monoklonální protilátky. Autofluorescencí pak signál získaný z neznačeného vzorku zpracovaného stejným způsobem. Dále proměříme expresi vybraných CD markerů u pacientů s prokázaným infekčním stavem pro upřesnění referenčních mezí a určení trendu při sepsi. Nakonec ověříme spolehlivost a přesnost naší metody v porovnání se zavedenou analýzou CRP.


Vývoj metody pro identifikaci ligandů serotoninového receptoru 5-HT1b Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Jan Ripl M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D.

Serotoninové receptory, nacházející se v mnoha isoformách v živých organismech, hrají důležitou roli v přenosu nervového signálu, který je zprostředkován neurotransmiterem serotoninem. Jejich funkce je ovlivňována mnoha psychotropními látkami, které mohou mít agonistický i antagonistický efekt. V posledních několika letech se však na trhu začala objevovat nová syntetická analoga známých omamných látek (NSD), naším cílem je vyvinout metodu pro identifikaci jejich cílového serotoninového receptoru. Připravili jsme transgenní bakulovirus obsahující gen pro 5-HT1b a úspěšnost jeho exprese v hmyzích buňkách byla ověřena pomocí metody Western blot. Zajímá nás také vliv NSD na lokalizaci 5-HT1b receptoru v savčích buňkách. Za tímto účelem jsme připravili plasmidy pro expresi 5-HT1b v N- a C-koncové fúzi s GFP. Jeho membránovou internalizaci jsme následně prokázali pomocí fluorescenční mikroskopie v buňkách HEK293T. Obdržené výsledky poukazují na správnost našich původních předpokladů a v současné době je optimalizována isolace membránově asociovaného 5-HT1b receptoru z hmyzích buněk pro účely určení jeho afinity k některým zástupcům NSD pomocí povrchové plazmonové resonance a určení jejich kompetice s radioaktivně značeným serotoninem.

Vývoj imunochromatografické metody pro stanovení methandienonu pomocí polyklonálních protilátek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Miroslav Vlach M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Barbora Holubová, PhD.; Ing. Sandra Göselová

V posledních letech již nepatří doplňky stravy pouze do sféry profesionálních sportovců, ale pronikly ve velkém měřítku i mezi amatérské sportovce a širší veřejnost. To s sebou ovšem přináší i rizika, neboť zisky z prodeje těchto přípravků nejsou zanedbatelné a někteří výrobci neváhají vylepšit své produkty o různá anabolika. Ta hlavně u proteinových preparátů zvyšují jejich fyziologický účinek, ovšem za cenu četných nebezpečných vedlejších efektů. Cílem této práce je vyvinout uživatelsky jednoduchou screeningovou imunometodu pro stanovení methandienonu, případně i jiných anabolických steroidů, v potravinových doplňcích. Jsou zde využívány králičí polyklonální protilátky a nepřímé kompetitivní uspořádání systému. Doposud byly vybrány nejslibnější šarže protilátek a optimální reakční podmínky (nosná membrána, složení reakčního pufru, apod.) Tato metoda by měla sloužit převážně k určení podezřelých doplňků, které by pak byly testovány citlivějšími (a nákladnějšími) metodami.


Vývoj rychlých imunochemických metod detekce bakterií rodu Cronobacter Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Jana Zapletalová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Igor Hochel, Ph.D.

Bakterie rodu Cronobacter jsou oportunní patogeny způsobující závažná infekční onemocnění novorozenců (meningitidy, sepse a nekrotizující enterokolitidy), seniorů a lidí dlouhodobě trpících chronickými chorobami. Tato onemocnění doprovází vysoká úmrtnost a je tedy třeba vyvinout rychlé metody detekce s cílem zamezit fatálním důsledkům infekce. Byla vyvinuta nepřímá kompetitivní metoda enzymového imunochemického stanovení pro detekci nativních nebo tepelně inaktivovaných buněk bakterií rodu Cronobacter. Pro tyto účely byly připraveny králičí IgG proti formaldehydem ošetřeným buňkám C. sakazakii, C. muytjensii a C. turicensis a tepelně inaktivovaným buňkám C. malonaticus. Byla vyhodnocena použitelnost protilátek pro účely enzymového imunochemického stanovení a stanoveny pracovní podmínky vyvinutých metod. Byl hodnocen rozsah koncentrací antigenu v lineární oblasti kalibrační křivky a její výška, hodnoty pozadí a dosažený detekční limit. V případě ELISA C. sakazakii činila pracovní koncentrace volného antigenu (nativní buňky C. sakazakii) 3,8104 buněkml-1, optimální koncentrace králičích IgG byla 0,6 gml-1 a koncentrace kozích IgG značených křenovou peroxidasou byla 80 ngml-1. Detekční limit ostatních vyvinutých ELISA metod se pohyboval v rozmezí 5,1105 - 9,0106 buněkml-1.


Klinická bioanalytika a pathobiochemie (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D. Ing. Hana Stiborová, Ph.D. Ing. Vojtěch Škop, Ph.D. Ing. Lucie Musilová Ing. Tereza Leonhart

Bc. Tereza Fenclová (M2) Bc. Eliška Motlová (M2) Bc. Tereza Ponížilová (M2) Bc. Eliška Pospíšilová (M2) Bc. Monika Pospíšilová (M2) Bc. Eva Rozmarinová (M2) Bc. Natália Schlesingerová (M2) Bc. Marta Voršiláková (M2)

Klinická bioanalytika a pathobiochemie (posterová)

Stabilita proteinů koagulačního systému v normální plasmě v závislosti na podmínkách skladování Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Tereza Fenclová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Jan E. Dyr, DrSc.; RNDr. Ingrid Hrachovinová, Ph.D.

Většina speciálních vyšetření koagulace nebo systém vnitřní kontroly kvality koagulačních metod používají dlouhodobě uskladněný zmražený vzorek normální plasmy. Kvalita tohoto vzorku může být ovlivněna způsobem uskladňování. Náplní této práce je připravit několik typů vzorků, uskladnit je při různých teplotách a podmínkách a na základě výsledků měření vytypovaných parametrů statisticky zhodnotit nejlepší, případně ještě vyhovující způsob uskladnění vzorků. V první části práce jsou sledovány skupiny vzorků směsné plasmy zmrazené za velmi nízkých teplot (kapalný dusík -196 °C; mrazící box -80 °C), v druhé části pak skupiny vzorků zmrazené za vyšších teplot, které bývají často reálně používány (šokově zmrazené v lázni ethanol + suchý led -79 °C a poté uchovávány v mrazícím boxu -37 °C; další pouze v -37 °C). Vzorky jsou rozmrazovány v předem stanovených časových intervalech a jsou z nich stanovovány vybrané koagulační parametry. Jsou sledovány jednak změny parametrů oproti původním hodnotám naměřeným před zmrazením, a také rozdíly vzorků zmrazených různými způsoby mezi sebou.


Monitorování minimální reziduální choroby u chronické myeloidní leukémie na úrovni DNA Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Eliška Motlová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Jan E. Dyr, DrSc.; Mgr. Kateřina Machová Poláková, Ph.D.

Chronická myeloidní leukémie (CML) je nádorové onemocnění, které je způsobeno poruchou pluripotentní kmenové buňky. Nádorové buňky u CML jsou charakteristické Filadelfským chromozomem, který vzniká reciprokou translokací části chromozomu 9 na chromozom 22. Výsledkem je fúzní gen BCR-ABL, který kóduje tyrosinkinasu, jejíž nekontrolovaná aktivita navozuje neoplastickou transformaci krvetvorných buněk. Molekulární detekce mRNA fúzního genu BCR-ABL slouží k potvrzení diagnózy a nastavení léčby u CML. V průběhu léčby se monitoruje minimální rezidální nemoc (MRN) prostřednictvím kvantifikace BCR-ABL transkriptu. V průběhu studií se ukázalo, že exprese BCR-ABL se liší v závislosti na vývojovém stádiu postižené buňky. Krvetvorné prekurzorové buňky BCR-ABL příliš neexprimují a tak molekuly transkriptu BCR-ABL nemusejí být detekovány. Tento fakt je důvodem pro detekci zlomů BCR-ABL na genomické úrovni, které jsou specifické pro každého pacienta a jsou nezbytně nutné pro vývoj testu kvantifikujícího BCR-ABL na úrovni DNA. Cílem této práce je vývoj pacient-specifických testů s následným monitorováním MRN na úrovni DNA v určitých fázích léčby pacientů a porovnání hladin DNA s hladinami transkriptů BCR-ABL.

Imunochemická detekce enterotoxinu A produkovaného bakteriemi Staphylococcus aureus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Tereza Ponížilová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.

Staphylococcus aureus je velice odolná a všudypřítomná bakterie. Jedním z mnoha faktorů její virulence jsou enterotoxiny. Jsou to proteiny vysoce odolné vůči trávicím enzymům i tepelné denaturaci. Stafylokokový enterotoxin A je nejčastější a velice silný toxin s pyrogenními a superantigenními vlastnostmi, způsobující otravy s rychlým nástupem. Nejčastější příznaky onemocnění jsou gastrointestinální potíže vedoucí k celkovému vysílení organismu. K uzdravení dochází obvykle do dvou dnů, u oslabených jedinců však může otrava skončit i fatálně. Proto je velice důležité enterotoxin detekovat již v potravině. Úkolem této studie je vyvinout systémy pro detekci stafylokokového enterotoxinu A, které by měly být co nejjednodušší, dostatečně citlivé a specifické. Byly zvoleny tři imunochemické metody: nekompetitivní ELISA v mikrotitračních destičkách a ve formátu dipstick a imunochromatografický test. U všech třech systémů jsou nyní vybírány vhodné podmínky stanovení.


Endogenní inhibitory synthas oxidu dusnatého ve vybraných kardiovaskulárních onemocněních Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Eliška Pospíšilová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Jiří Suttnar, CSc.

Kardiovaskulární onemocnění (CVD) patří mezi patofysiologické poruchy, které jsou nejčastější příčinou úmrtí ve vyspělých zemích. Důležitou roli v prevenci a progresi těchto onemocnění hraje správná funkce synthasy oxidu dusnatého (NOS). Snížená dostupnost NO je považována za faktor společný všem kardiovaskulárním onemocněním. Mezi látky, které snižují produkci NO, patří endogenní inhibitory NOS - asymetrický dimethylarginin (ADMA), a NG-monomethyl-L-arginin (MMA) považované za kardiovaskulární rizikové faktory. Z hlediska diagnostiky je důležitý i symetrický dimethylarginin (SDMA) a homoarginin. Cílem této práce je nalézt chromatografickou metodu pro stanovení koncentrace látek inhibujících NOS a jejich korelaci s dalšími nízkomolekulárními markery oxidačního stresu u zdravých dárců a pacientů s CVD. Byly testovány tři kolony, ze kterých nejslibnější výsledky poskytuje mikrokolona Zic-HILIC (Merck, Praha). Analýza probíhá bez nutnosti derivatizovat analyty. Pro detekci je použit hmotnostní spektrometr QTRAP 4000 (ABSciex, Praha) pracující v režimu monitorování vybraných reakcí (SRM). Výsledky získané při analýze vzorků plasmy pěti zdravých dárců jsou v souladu s publikovanými hodnotami. V současné době pokračuje sběr vzorků od pacientů s CVD.

Použití nově vyvinutých chelátorů v neuroblastomu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Monika Pospíšilová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; MSc. Cosimo Walter DʼAcunto, Ph.D.

Neuroblastom je nádor pocházející z pluripotentních kmenových buněk sympatického nervového systému – neuroblastů. Jedná se o třetí nejčastější nádorové onemocnění u dětí, které je zodpovědné za 15 % úmrtí na rakovinu v dětské populaci. Etiologie neuroblastomu doposud není známa. Ve většině případů se nádor objevuje sporadicky. K léčbě neuroblastomu doposud nebyl vyvinut účinný lék. V té souvislosti jsou intenzivně hledány sloučeniny, které by indukovaly apoptózu, blokovaly buněčný cyklus nebo tvorbu metastáz. Nedávno bylo zjištěno, že některé sloučeniny s chelatačními vlastnostmi mohou vykazovat i protinádorovou aktivitu. Cílem práce je testování vlivu chelátorů na neuroblastomové buněčné linie. V předběžném testování bylo vybráno 5 chelátorů z rodiny HLZ. Tato rodina je vhodná proto, že není toxická k normálním buňkám. Byl proveden test viability u třech buněčných linií neuroblastomu ovlivněných chelátory, dále test produkce ROS a neutralizace CoCl2 pomocí chelátorů. V další fázi práce bude ověřen vliv látek na nenádorové buňky s cílem najít podmínky pro co největší rozdíl od rychle proliferujících nádorových buněk, jejichž růst by měl být inhibován.


Testování virulence Listeria monocytogenes na buněčných kulturách Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Eva Rozmarinová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. RNDr. Jarmila Pazlarová CSc.; Ing. Tereza Pilchová

Listeria monocytogenes je ubikvitární patogen, který je velmi nebezpečný pro osoby se sníženou imunitou, staré lidi, děti a hlavně těhotné ženy, neboť prochází placentou. Tato grampozitivní tyčinka se zaoblenými konci může u těchto osob vyvolat velmi závažné onemocnění, tzv. Listeriózu, jejíž mortalita se pohybuje mezi 20 – 30%. Cílem experimentu je otestování virulence jednotlivých kmenů a jejich zařazení do skupin dle míry patogenity. Testování probíhá simulací průniku patogenu buňkami střevní sliznice metodou in vitro na buněčných kulturách. K tomuto účelu jsou využívány lidské epiteliální kolorektální CaCo-2 buňky. Na monolayer CaCo-2 buněk jsou nanášeny různé koncentrace suspenze Listeria monocytogenes. Virulentní kmeny po 48 hodinách společné kultivace narušují buněčnou monovrstvu a takto vytvořené plaky lze následně odečítat pod mikroskopem.

Vplyv hepatoprotektívnych prírodných látok a ich syntetických analógov na metabolizmus bilirubínu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Natália Schlesingerová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie, Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky 1.LF a VFN prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; MUDr. Lucie Muchová, Ph.D.

Bilirubín bol dlho vnímaný ako toxická látka, až neskoršie štúdie dokázali, že mierne zvýšené hladiny nekonjugovaného bilirubinu v sére chránia organizmus pred vznikom ochorení spojených s oxidačným stresom. Taktiež enzýmy podieľajúce sa na tvorbe bilirubínu, hemoxygenasa (HMOX) a biliverdinreduktasa, majú značné antioxidačné, protizápalové a cytoprotektívne účinky. Pre následnú elimináciu je bilirubín konjugovaný sUDP-glukurónovou kyselinou pomocou UDP-glukuronosyltransferasy-1A1 (UGT1A1). Je známe, že niektoré biologicky aktívne rastlinné látky sú schopné regulovať aktivitu a expresiu UGT1A1 a HMOX. Cieľom štúdie je nájsť látku prírodnej povahy, ktorá má potenciál zvýšiť intracelulárnu hladinu bilirubínu čiastočnou inhibíciou UGT1A1 a zároveň indukciou HMOX1, ktorá nemá hepatotoxické účinky. Pôsobením silymarínu na bunky HepG2 došlo ku zvýšeniu aktivity a expresie mRNA HMOX1. Pôsobením silybínu došlo ku zníženiu expresie UGT1A1. Zároveň pôsobením silymarínu aj silybínu došlo ku zvýšeniu intracelulárnej koncentrácie bilirubínu. Zistili sme, že silymarín a jeho jednotlivé súčasti ovplyvňujú degradačnú dráhu hému in vitro a zároveň zvyšujú svojím pôsobením intracelulárnu koncentráciu bilirubínu, a môžu sa tak podieľať na jeho antioxidačných a hepatoprotektívnych vlastnostiach.


Sérotypové rozdělení rodu Cronobacter Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Marta Voršiláková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Martina Blažková, Ph.D.

Bakterie rodu Cronobacter jsou gramnegativní, fakultativně anaerobní nesporulující tyčinky, patřící do čeledi Enterobacteriaceae. Zástupci tohoto rodu jsou oportunními patogeny, často způsobující závažná onemocnění, například meningitidy a nekrotizující enterokolitidy s úmrtností až 80 %. Sérotypizace je jednou z nejrozšířenějších metod k identifikaci kmenů. Lipopolysacharidy (LPS) jsou významnou složkou membrán gramnegativních bakterií. Součástí LPS je i O-antigen, který je zodpovědný za sérotypovou rozmanitost jednotlivých kmenů. Geny kódující biosyntézu O-antigenu jsou lokalizovány v rfb-klastru. Cílem této práce bylo rozřadit sbírkové kmeny rodu Cronobacter do jednotlivých sérotypových skupin na základě restrikční analýzy rfb-klastru a získané výsledky porovnat s doposud publikovanými protokoly sérotypově specifických PCR. Z porovnání analýz je patrno, že se rod Cronobacter dělí přinejmenším do 15 různých sérotypů, dva z těchto sérotypů nebyly prozatím nikde publikovány. Dále byly izolovány LPS zástupců jednotlivých sérotypových skupin a jejich profily byly porovnány mezi sebou.


Mikrobiologie životního prostředí (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00


Studenti:

Sekce:

doc. RNDr. Jarmila Pazlarová, CSc. Ing. Jan Lipov, Ph.D. Ing. Jana Kadavá Ing. Petra Junková Ing. Jan Sácký

Bc. Andrea Jankůjová (M2) Bc. Livie Králiková (M2) Bc. Zuzana Kuncová (M1) Bc. Michaela Madleňáková (M2) Bc. Markéta Polívková (M2) Bc. Tereza Prokopová (M2) Bc. Jan Rejzek (M1) Bc. Kateřina Rojíková (M1)

Mikrobiologie životního prostředí (posterová)

Diversita a charakterizace kultivovatelných a nekultivovatelných bakterií geneticky modifikovaných rostlin Nicotiana tabacum s geny bphC a CUP Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Andrea Jankůjová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Martina Nováková, Ph.D.; Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.

Použití rostlin pro odstranění kontaminantů ze životního prostředí (fytoremediace) je výhodné především díky nízkým nákladům a šetrnému zásahu do přírody. Za účelem zvýšení efektivity fytoremediace jsou připravovány geneticky modifikované (GM) rostliny. Tato práce se zabývá charakterizací 2. filiální generace Nicotiana tabacum, která nese geny bphC kódující enzym z horní bakteriální degradační dráhy PCB a CUP kódující kvasničný protein s vysokou afinitou k těžkým kovům. Úkolem práce je zjistit, jak GM rostliny ovlivňují diversitu rhizosferních a endofytních mikroorganismů. Vybrané GM linie homozygotní vůči vneseným genům bphC a CUP a nemodifikované linie byly vysazeny zvlášť do zeminy dlouhodobě kontaminované PCB a do zeminy dlouhodobě kontaminované těžkými kovy spolu s nevegetovanou zeminou byly kultivovány 5 měsíců. Již v průběhu kultivace v zemině obsahující PCB byla pozorována změna fenotypu rostlin. Mikroskopií bylo prokázáno přeskupování buněk listového epidermu a parenchymu. Po ukončení kultivace byly izolovány kultivovatelné endofytní mikroorganismy a identifikovány metodou MALDI-TOF MS a sekvenací části genu pro 16S rRNA. Dále byly stanoveny úbytky PCB (HPLC) a těžkých kovů (AAS) z kontaminovaných zemin.


Identifikace a charakterizace endofytních mikroorganismů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Livie Králiková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Petra Lovecká, Ph.D.

Studované endofytní bakterie byly izolovány z kořenů a listů celosvětově významné plodiny řepky olejky (Brassica napus subsp. napus). Řepka olejka je plodina s potravinářským i energetickým významem, ale zároveň plodina náročná na pěstování vzhledem k její náchylnosti k chorobám a škůdcům, které mohou významně snižovat její výnosy, a dále také v náročnosti na živiny, především dusík. Z hlediska snižování ekologické zátěže využíváním pesticidů a hnojiv jsou významné studie interakcí mezi endofytními mikroorganismy a rostlinným hostitelem. Cílem této práce je najít vhodné endofytní bakterie, které by sloužily k cílené inokulaci rostlin pro jejich biologickou ochranu a podporu růstu. Metodou hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF bylo celkem identifikováno 114 bakterií, z nichž byly vybrány reprezentativní izoláty pro zhodnocení aktivity podpory rostlinného růstu, které zahrnují schopnost rozpustnosti fosfátů, produkce IAA (indolyl-3-octové kyseliny) a ACC deaminasy. Další charakterizace bakteriálních kmenů byla testována z hlediska produkce amoniaku a biosyntézy sideroforů. V druhé části práce bude porovnána endofytní bakteriální diversita kultivovatelných a nekultivovatelných mikroorganismů.

Využití biologických sorbentů při odstraňování ropných havárií Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Zuzana Kuncová M1 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Kateřina Demnerová, CSc.; Ing. Blanka Vrchotová

Ropné havárie vznikající při výrobě, dopravě a skladování ropy a ropných produktů představují stále velmi závažný problém, který má nepříznivý dopad jak na životní prostředí, tak na obyvatelstvo. Ropné látky mohou kontaminovat půdu, povrchové a podzemní vody. Jednou z možností odstraňování ropných skvrn z vodních povrchů je použití sorbentů se schopností adsorbovat nežádoucí látky (kontaminaci). Cílem prováděných experimentů bylo porovnání adsorpční kapacity různých přírodních sorbentů a výběr nejvhodnějšího sorbentu použitelného při odstraňování ropných havárií. Testovanými sorbenty byly rašelina, bentonit, biochar, aktivní uhlí a zeolit. Analýza účinnosti sorpce byla prováděna pomocí UV/VIS spektrometrie. Ke kvantitativnímu popisu adsorpce ropy na povrch sorbentů byla použita Langmuirova a Freundlichova izoterma. Tato práce je základem pro další experimenty, které se budou zabývat využitím mikroorganismů imobilizovaných na sorbenty pro odstraňování ropných skvrn na vodních plochách.


Potenciál rastliny Urtica dioica a jej endofytných baktérií na remediáciu kontaminovaných pôd Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Michaela Madleňáková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Jitka Viktorová, Ph.D.; prof. Ing. Tomáš Macek, CSc.

Žihľava dvojdomá patrí medzi rastliny schopné hromadiť vysoké koncentrácie ťažkých kovov a môže tak predstavovať potencionálne využiteľnú rastlinu vo fytoremediačných technikách. Bol testovaný jej prirodzený fytoremediačný potenciál s použitím Lhenickej pôdy znečistenej polychlorovanými bifenylmi (PCB) a Příbramskej pôdy znečistenej ťažkými kovmi (As, Cd, Pb, Zn). Po kultivácii žihľavy v Lhenickej pôde boli úbytky PCB zaznamenané u menej chlorovaných kongenérov a dosahovali hodnoty 5-15 % vzhľadom k neosadenej pôde. V prípade Příbramskej pôdy neboli zaznamenané úbytky kovov. Zo žihľavy kultivovanej na oboch druhoch pôd boli izolované endofytné baktérie, identifikované a študovaný ich vplyv na remediáciu polutantov. Ďalej bol sledovaný ich prínos pre rastlinu, ako tvorba siderofórov, ACC-deaminázová aktivita, schopnosť solubilizácie fosfátu a tvorba indoloctovej kyseliny. Pre baktérie, ktoré tvorili výrazné množstvo siderofórov boli spektrofotometricky merané rastové krivky v prítomnosti jednotlivých kovov, s cieľom nájsť minimálnu inhibičnú koncentráciu daného kovu na baktériu. Zvýšiť prirodzený fytoremediačný potenciál kopřivy sme sa pokúsili trvalou transformáciou kopřivy génom z bakteriálnej degradačnej dráhy a kvasinkovým génom pre metalothionein, transformácia bola zatiaľ neúspěšná.

Studium bakteriálních populací asociovaných s tamaryškem malokvětým Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Markéta Polívková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D.; Ing. Jáchym Šuman

Interakce mezi mikroorganismy a rostlinami mají obecně vliv na růst a vitalitu rostlin v různých environmentálních podmínkách. K těmto interakcím dochází především v rhizosféře (tzn. v bezprostředním okolí kořenové soustavy), ale i v endosféře (ve vnitřních částech rostlinného organismu). Cílem této práce je analýza diversity endofytních a rhizosferních mikroorganismů tamaryšku malokvětého a jejich změn v podmínkách environmentálního stresu, konkrétně přítomnosti organických kontaminantů či zvýšené koncentrace soli. Vzhledem k tomu, že kultivační metody postihují pouze kolem 1 % bakteriální diversity, byly v této práci aplikovány molekulárně-biologické metody založené na analýze metagenomické DNA. Poté, co byla izolována DNA, byl amplifikován úsek genu pro 16S rRNA rhizosferních bakterií pomocí tradiční PCR, v případě endofytních mikroorganismů byla provedena PCR s využitím peptidnukleových kyselin blokujících amplifikaci DNA mitochondrií a chloroplastů. Metodou T-RFLP byla prozatím určena diversita rhizosferních mikroorganismů rostlin tamaryšku. Tento postup bude aplikován i pro mikroorganismy endofytní. Následně bude provedena pyrosekvenace amplikonů PCR získaných v předchozích krocích.


Sledování degradačního potenciálu transgenního ječmene a identifikace rhizosferních a endofytních mikroorganismů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Tereza Prokopová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Petra Prouzová, Ph.D.

Polychlorované bifenyly jsou toxické a persistentní organické látky, které vznikly činností člověka. Běžné metody pro jejich odstranění jsou nákladné a nešetrné k životnímu prostředí. Proto je pozornost věnována šetrnějším metodám jako bioremediace, bakteriální degradace PCB, rhizoremediace a fytoremediace (využití transgenních rostlin). Endofytní mikroorganismy mají schopnost kolonizovat tkáně v těle rostlin a látky jimi produkované nacházejí uplatnění v medicíně, zemědělství a průmyslu (antibiotika, antimykotika, imunosupresiva a protinádorové sloučeniny). Cílem této práce je sledovat diverzitu endofytních a rhizosferních mikroorganismů izolovaných z transgenních a netransgenních rostlin ječmene a degradační schopnosti těchto rostlin kultivovaných v zemině kontaminované PCB. Endofytní mikroorganismy byly izolovány po ukončení 3 měsíční kultivace ječmene. Část izolovaných mikroorganismů byla identifikována pomocí MALDI-TOF MS. V kontaminované zemině byly stanoveny úbytky PCB plynovým chromatografem.

Identifikace bakteriálních populací podílejících se na degradaci pentachlorfenolu v zemině Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Jan Rejzek M1 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D.; Ing. Michal Strejček

Pentachlorfenol je jedním z častých polutantů životního prostředí. V minulosti byl používán hlavně jako pesticid a impregnační prostředek na dřevo, než se u této látky prokázal toxický a karcinogenní účinek. Hromadnou průmyslovou produkcí pentachlorfenolu bylo kontaminováno životní prostředí téměř po celém světě, a proto je jeho odstraňování předmětem mnoha studií. Vedle robustních chemických a fyzikálních metod dekontaminace je další možností využít bakteriálních populací, které jsou přirozeně šetrnější k ekosystému. Cílem této práce je identifikace bakteriálních populací aktivně se podílejících na degradaci pentachlorfenolu. Kromě standardních kultivačních technik lze identifikaci provést díky značení stabilními izotopy. Tato metoda je založena na inkorporaci izotopu uhlíku 13C z pentachlorfenolu do DNA bakteriálních kmenů. Vzorky kontaminované zeminy byly inkubovány v prostředí značeného substrátu a řadou několika kroků (izolace metagenomické DNA, rovnovážná centrifugace, frakcionace a kvantitativní PCR) byla izolována 13C-DNA. Tato DNA odpovídá právě populacím, které metabolizovaly pentachlorfenol. Naším dalším krokem bude analýza získané DNA s cílem identifikace bakteriálních populací a popsání diverzity genů, které se účastní odbourávání.


Izolace a charakterizace mikroorganismů rezistentních ke kadmiu a zinku Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kateřina Rojíková M1 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D.; Ing. Jáchym Šuman

Kontaminace životního prostředí těžkými kovy představuje závažnou ekologickou zátěž. Pro bioremediaci takto postižených stanovišť je nezbytné porozumět mechanismům rezistence organismů přítomných v kontaminovaných lokalitách. Cílem tohoto výzkumu bylo izolovat rezistentní mikroorganismy z odkalištního sedimentu kontaminovaného kadmiem, zinkem a olovem. Mikroorganismy rezistentní ke kadmiu a zinku byly izolovány roztěrem na pevné půdy. Přítomností těžkých kovů v použitém médiu byl vytvořen selekční tlak, který umožnil růst pouze rezistentním mikroorganismům. K identifikaci bakteriálních izolátů byly použity metody MALDI-TOF MS a sekvenace části genu pro 16S rRNA; pro eukaryotní izoláty pak metoda sekvenace regionů ITS. Nejvíce zastoupené rody bakterií byly Microbacterium, Devosia a Mezorhizobium; u eukaryot se jednalo o Penicillium sp. Dále byl identifikován nový bakteriální druh, který lze zařadit do rodu Rhodobacter. Charakterizace míry rezistence jednotlivých izolátů byla provedena stanovením hodnot IC50 (koncentrace kovu, která z poloviny inhibuje mikrobiální růst). Nejvíce rezistentní izolát ke kadmiu byl identifikovaný jako Devosia sp. s hodnotou IC50 = (2,7 ± 0,2) mmol∙l-1. Nejvíce rezistentním izolátem k zinku byla bakterie Pseudonocardia sp. s hodnotou IC50 = (6,4 ± 0,5) mmol∙l-1.


Molekulární biologie (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Ondřej Uhlík, Ph.D. Ing. Jiří Šantrůček, Ph.D. RNDr. Jarmila Zídková, CSc. Ing. Jáchym Šuman Ing. Martin Janda . Bc. Nikita Abramenko (M2) Bc. Lenka Augustová (M2) Bc. Anežka Kahancová (M2) Bc. Eva Neuvirtová (M1) Bc. Jiří Ptáčník (M2) Bc. Marek Schwarz (M2) Bc. Hana Zůnová (M2) Bc. Kateřina Žížalová (M2)

Molekulární biologie (posterová)

Tvorba konstruktu pEGFPc1 – tctex Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Nikita Abramenko M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D.

Gen tctex kóduje protein motorového komplexu cytoplazmatického dyneinu, který zjišťuje přepravu molekul a organel v buňce podél mikrotubulů a současně reguluje délku primárních řasinek na povrchu buněk. Bylo publikováno, že by protein Tctex-1 mohl interagovat s některými virovými proteiny a zajišťovat jejich transport k místu skládání. Cílem práce bylo připravit vektor pro expresi Tctex-1 v N-terminální fúzi s GFP pro účely studia transportu polyproteinových prekurzorů Mason-Pfizerova opičího viru v infikované buňce. Vektor pEGFP-CI o velikosti 4731 bp byl štěpení pomocí enzymů Bam HI a Eco RI. Současně byla isolována kódující sekvence pro Tctex-1 pomocí PCR. Oba kroky byly ověřeny pomocí agarosové elektroforézy s pozitivním výsledkem. Byla provedena ligace vektoru a inzertu. Následně restrikční ověření klonů DNA z jednotlivých kolonií pomocí restrikčních endonukleas Stu I a Age I. Jedna kolonie by mela byt pozitivní, ale na ELFO – analýze vypadalo tak, že jde o směsi pozitivní a negativní kontroly. V současné době se plánuje, že bude provedena transformace za použití DNA od té kolonie, aby rozdělit vlastně udělaný konstrukt a negativní kontrolu.


Studium vlivu mutace matrixového proteinu MasonovaPfizerova opičího viru na schopnost interakce s beta podjednotkou proteinového komplexu COPI Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Lenka Augustová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Jan Lipov, Ph.D.; Ing. Petra Grznárová, Ph.D.

Retroviry způsobují řadu onemocnění např. AIDS nebo různá maligní onemocnění. Jsou vědecky atraktivní i pro svou unikátní molekulární biologii, zejména reversní transkripci a integraci do hostitelského genomu. Správné pochopení molekulárního mechanismu životního cyklu retrovirů je tedy zásadní pro vývoj nových možností prevence a léčby. Naším cílem je pokusit se objasnit intracelulární transport hlavního strukturního proteinu Gag MasonovaPfizerova opičího viru (M-PMV). Z dřívějších studií příbuzných retrovirů se předpokládá, že hlavní strukturní protein (Gag) by mohl interagovat s celulárními faktory. Zaměřili jsme se hlavně na N-terminální matrixovou doménu (MA) Gag, jenž je exponována na povrchu nezralé virové částice. Jako potenciální interakční partner MA byla pomocí kvasinkového dvojhybridního systému (Y2H) objevena β-podjednotka COPI (COPB1). Pro identifikaci interakčních motivů MA a proteinu COPB1 bylo testováno několik mutantů MA a deleční mutanty C-konce COPB1. Bylo zjištěno, že mutace dvou fenylalaninů (F33A,F34A) v MA vede ke ztrátě schopnosti interakce MA s COPB1 (na úrovni Y2H), a že interakční motiv COPB1 je strukturně závislý.

Studium genů zodpovědných za virulenci bakterií rodu Cronobacter Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Anežka Kahancová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Ludmila Karamonová, Ph.D.; Ing. Barbora Javůrková

Bakterie rodu Cronobacter jsou gramnegativní, fakultativně anaerobní, nespolurující tyčinky. Patří mezi oportunní patogeny a jsou spojovány s nosokomiálními infekcemi. Způsobují sepse, nekrotizující enterokolitidy a meningitidy u novorozenců a imunodeficientních jedinců s vysokou smrtností (u meningitid bývá až 80 %). Taxonomicky se jedná o nový rod, který byl vyčleněn z rodu Enterobacter teprve v roce 2007. Z toho vyplývá, že výzkum jeho vlastností a schopností je v současnosti stále velmi aktuální téma. Virulence a její faktory samozřejmě patří do oblasti tohoto zájmu. Mezi proteiny, které bývají s virulencí tohoto rodu spojovány, patří především: vnější membránový protein A, zinková metaloproteasa, proteasa vnější membrány a pak také systém pro získávání železa, který je zodpovědný za tvorbu siderofor. Cílem mé práce je prozkoumat distribuci nejvýznamnějších virulentních proteinů napříč tímto rodem (skládajícím se momentálně z deseti druhů a tří poddruhů) za použití metody polymerázové řetězové reakce.


Průkaz pravosti rýže Basmati pomocí DNA analýzy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Eva Neuvirtová M1 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Hana Sýkorová, Ph.D.

Rýže Basmati, pěstovaná pouze v podhůří Himalájí na území Indie a Pákistánu, je typická svou chutí a aroma. Pro její neobvyklou vůni je u spotřebitelů stále více oblíbena a její cena je až trojnásobně vyšší oproti běžné rýži, proto se i tato komodita stává předmětem falšování. Při průkazu pravosti rýže Basmati pomocí DNA analýzy jsme vycházely z poznatku, že DNA rýže Basmati je postižena mutací na osmém chromosomu. Díky této mutaci v podobě tří SNP (single nucleotide polymorphism) a delece osmi párů basí dochází ve všech nadzemních částech rostliny k hromadění aromatické molekuly 2-acetyl-1-pyrolinu, která je hlavní látkou zodpovědnou za charakteristické aroma rýže Basmati. Nearomatickou odrůdu a rýži Basmati lze na základě výše zmíněné mutace odlišit pomocí PCR za použití čtyř primerů, kdy dochází k amplifikaci různě dlouhých úseků DNA v závislosti na typu rýže. Po provedení PCR a následné gelové elektroforézy v agarosovém gelu lze velmi dobře rozlišit, zda se jedná o čistou rýži Basmati, nearomatickou odrůdu či o hetererozygota, resp. o rýži Basmati s jistým obsahem příměsi nearomatické odrůdy.

Molekulární rozpoznávání sacharidů pomocí synthetického receptoru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Jiří Ptáčník M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Vojtěch Spiwok, Ph.D.

Sacharidy jsou častým rozpoznávaným článkem na povrchu buněk během mezibuněčné komunikace v mnoha biologických procesech. Jsou specificky a reverzibilně vázány lektiny, vazebnými proteiny bez katalytické aktivity. Pokud chceme studovat interakce během těchto dějů, zajímá nás především síla interakce, vazebná geometrie molekul a v jakém stechiometrickém poměru se na sebe molekuly váží. K řešení této problematiky byly využity počítačové metody molekulového modelování. Jako modelové vazebné místo byl použit „synthetický lektin“. Byly zkoumány interakce a možnosti vazby methyl β-D-glukopyranosidu na lektin ve vodném prostředí. Pomocí simulace molekulární dynamiky a metadynamiky „well-tempered“ byly energeticky rozlišeny jednotlivé vazebné módy monosacharidu na synthetický lektin v rovnovážné směsi a byly určeny hodnoty jejich relativních volných energií.


Simulace cytotoxického působení biodegradabilních kovových slitin Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Marek Schwarz M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Jan Lipov, Ph.D.; Ing. Eva Jablonská

Vývoj a studium biomateriálů je jedním z mohutně se rozvíjejících interdisciplinárních oborů. Ve spolupráci s Ústavem kovů a korozního inženýrství se podílíme na části výzkumu, která se týká vývoje a in vitro testování biodegradabilních slitin pro ortopedické aplikace. Zabýváme se především slitinami na bázi hořčíku (např. MgGa, MgGd), které mají velký potenciál kompenzovat nedostatky současných řešení. Základem studia biokompatibility in vitro je normovaný test spočívající v nepřímém stanovení cytotoxicity WST testem výluhu vzorku na linii myších fibroblastů. Tato metoda má však při testování degradovatelných slitin, pro které není původně navržena, řadu úskalí. Pro lepší porozumění působení výluhů jsme studovali efekt jednotlivých vylouhovaných komponent (připravili jsme tzv. simulované výluhy). Ty však nevykazovaly cytotoxicitu pozorovanou u výluhů, což poukazuje na existenci dalších faktorů ovlivňujících výslednou toxicitu (zejm. změna pH). Nyní se zabýváme modelováním výluhu in vitro s cílem nalezení limitujících hodnot koncentrací jednotlivých iontů a pH získaného výluhu pro danou slitinu a zároveň nalezení vhodnějšího uspořádání testu.

Embryonální mozaicizmus Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Hana Zůnová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing Tomáš Ruml, CSc.; Mgr. Jana Drábová

Mozaicizmus je stav kdy v organizmu jedince nacházíme několik buněčných linií, které jsou charakterizovány rozdílným počtem chromozomů. Mozaicismus vzniká následkem mitotické nondisjunkce, neboli chybným rozchodem chromozomů při mitotickém dělení. Mozaicizmus může vznikat již v ranné fázi embryonálního vývoje. Tento mozaicizmus se může projevit jako porucha normálního morfologického vývoje embrya. Cílem této práce bylo provést analýzu blastomer pocházejících z jednoho embrya a prokázat případný výskyt mozaicismu. Toto embryo nebylo doporučeno k transferu pro abnormální morfologii. K analýze byla použita metoda komparativní geonomové hybridizace na čipech (array-CGH), které předcházela celogenomová amplifikace (WGA). Celkem bylo analyzováno 6 blastomer, z nichž většina nesla různé aneuplodie. Embryo lze tedy považovat za mozaické. Výsledky byly nezávisle potvrzeny metodou NGS (sekvenování nové generace) za použití kitu pro preimplantační genetickou diagnostiku – VeriSeq.


Umlčení genů pro přenašeče OATP Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Kateřina Žížalová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; MUDr. Martin Leníček, Ph.D.

Organic anion-transporting polypeptide (OATP) patří do skupiny přenašečů v lipidové dvojvrstvě buněčných membrán, zde OATP zprostředkovávají přenos organických aniontů jako jsou organická barviva, žlučové kyseliny, ale také velká řada léčiv. Jedním z takových typů léčiv jsou i statiny. Statiny jsou inhibitory HMG-CoA reduktasy a jsou běžně používány pro jejich hypocholesterolemické účinky, v poslední době ovšem řada studií dokazuje rovněž jejich účinky protinádorové. Jejich protinádorový účinek se však značně liší u jednotlivých komerčních druhů statinů, jedním z důvodů těchto rozdílů může být jejich odlišný přenos do buněk. Přenos statinů přes basolaterální membránu hepatocytů pravděpodobně zprostředkovávají přenašeče OATP1B1 a OATP1B3. Cílem naší práce je připravit shRNA k umlčení genů pro přenašeče OATP1B1 a OATP1B3. Následně ji otestovat na vhodných tkáňových kulturách a nakonec se pokusit vytvořit stabilní linie s danými umlčenými geny. Tyto linie budou poté vhodné, k testování přenosu jednotlivých druhů statinů do buněk.


Strukturní a funkční proteomika (posterová) Prostory ústavu 320, 9:00


Studenti:

doc. Ing. Pavel Kotrba, Ph.D. Ing. Martina Blažková, Ph.D. Ing. Jitka Viktorová, Ph.D. Ing. Hana Turoňová Ing. Petr Svoboda

Bc. Veronika Martinská (M2) Bc. Gabriela Rambousková (M2) Bc. Radka Skleničková (M1) Bc. Monika Šebestiánová (M1) Bc. Martina Šinaľová (M2) Bc. Michaela Šolcová (M2) Bc. Miroslav Těšínský (M2) Bc. Dalibor Trapl (M1)

Strukturní a funkční proteomika (posterová)

Sekce:

Charakterizace membránových proteinů ve vztahu k chladovému stresu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Veronika Martinská M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Dr. Ing. Radovan Hynek; Ing. Lucie Maršálová

Při působení chladového stresu dochází k patologickým změnám v rostlinném organismu, které mohou vést u zemědělských plodin ke snížení výnosu sklizně. Plasmatická membrána je jednou z prvních částí buňky, která reaguje na snížení teploty; mění se její fluidita a dochází k ovlivnění exprese membránových proteinů, které se účastní odpovědi na stresové podmínky. Znalost těchto markerových proteinů chladového stresu může v budoucnosti udat směr šlechtění plodin vedoucí ke zvýšení jejich odolnosti vůči chladu. Pro studium vlivu chladového stresu na expresi membránových proteinů byl zvolen ječmen setý (Hordeum vulgare), u něhož chladový stres v českých klimatických podmínkách propuká v rozmezí teplot 0-12 °C. Po izolaci membránových frakcí z listů rostliny a odstranění lipidických složek membrán byly proteiny děleny pomocí SDS-PAGE a poté štěpeny v gelu. Následně byla provedena identifikace proteinů prostřednictvím LC-MS/MS. Markery chladového stresu byly stanoveny porovnáním identifikovaných proteinů v kontrolních a chladem stresovaných vzorcích.


Detekce změn ve složení proteinových aditiv v maltách vlivem stárnutí Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Gabriela Rambousková M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Mgr. Štěpánka Hrdličková Kučková, Ph.D.

Identifikace proteinových aditiv (vejce, klihy, mléčné bílkoviny atd.) v historických maltách představuje náročný analytický úkol, který je ale v posledních letech stále žádanější. Znalost přesného složení malt totiž restaurátorům pomáhá rekonstruovat původní, ale dnes již zapomenuté, historické receptury a následně tak zlepšovat kvalitu materiálů používaných při obnově historických objektů. Spolehlivé určení proteinových aditiv v maltách je komplikováno jak nízkou koncentrací proteinových složek, tak i změnami jejich složení způsobenými degradačními procesy, které započínají již po namíchání maltové směsi (změna pH, karbonatace, působení mikroorganismů apod.). Pro usnadnění identifikace proteinového složení historických malt byly připraveny modelové vzorky, které byly ponechány přirozeně stárnout a které byly průběžně vzorkovány. Spojením techniky peptidového mapování s hmotnostní spektrometrií a statistické metody analýzy hlavních komponent se podařilo vytipovat peptidy, u kterých dochází k největším změnám během stárnutí. Fragmentací těchto peptidů je možné získat přesnou aminokyselinovou sekvenci a tím zjistit, k jakým modifikacím nejčastěji dochází. Tato metoda tedy dovoluje určit peptidy (resp. aditivum) obsažené v maltě a definovat, co se s nimi během stárnutí děje.

Příprava rekombinantní 8-oxo-GDP fosfatasy NUDT18 Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Radka Skleničková M1 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Václav Veverka, Ph.D.; Ing. Aleš Hnízda, Ph.D.; doc. Ing. Richard Hrabal, CSc.

Fosfatasa NUDT18 defosforyluje 8-oxo-GDP a 8-oxo-dGDP na odpovídající monofosfáty. Cílem této práce bylo připravit rekombinantní fosfatasu NUDT18. Na základě cDNA v expresním vektoru pMSCG7 byl v E. Coli připraven rekombinantní protein fosfatasy NUDT18 s histidinovou kotvou. Byla optimalizována teplota a čas exprese a také koncentrace indukčního činidla při kultivaci. Použitím niklové afinitní a následně iontověvýměnné chromatografie bylo získáno 0,6 mg proteinu z 1l bakteriální kultury. Po odštěpení histidinové kotvy TEV proteasou byl protein přečistěn pomocí heparinové afinitní chromatografie. Celá procedura byla provedena s výtěžkem proteinu asi 0,3 mg na litr bakteriální kultury. Purifikovaný protein byl analyzován pomocí gelové permeační chromatografie, která ukázala, že protein je v monomerním stavu. Diferenční skenovací fluorimetrií bylo zjištěno, že protein má hydrofobní jádro a jeho teplota denaturace je přibližně 54 °C. Byl úspěšně navržen protokol pro expresi a purifikaci rekombinantní fosfatasy NUDT18. Purifikovaný protein je připraven ke studiu jeho katalytických vlastností.


Interakce nukleokapsidového proteinu Mason-Pfizerova opičího viru s nukleovými kyselinami Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Monika Šebestiánová M1 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Pavel Ulbrich, Ph.D.

Retroviry jsou obalené RNA viry, pro které je charakteristickým znakem proces reversní transkripce. Mezi nejznámější retroviry patří virus lidské imunodeficience, který způsobuje onemocnění AIDS. Pro léčbu tohoto onemocnění se využívá mnoha přístupů, přičemž většina z nich se zaměřuje na inhibici různých fází retrovirové životního cyklu. Jedním z důležitých kroků životního cyklu retrovirů je tvorba nezralých částic. Nezralá retrovirová částice je tvořena ze strukturního polyproteinového prekurzoru Gag, který se skládá ze tří hlavních domén – matrixové, kapsidové (CA) a nukleokapsidové (NC). NC protein je malý bazický protein, který obsahuje dva motivy zinkových prstů a jehož hlavní funkcí je specifická vazba virové genomové RNA a její inkorporace do nezralé virové částice. Byly připraveny mutanty fúzního CA-NC proteinu Mason-Pfizerova opičího viru v oblasti zinkových prstů a studována schopnost těchto proteinů tvořit nezralé retrovirové částice in vitro v přítomnosti různých nukleových kyselin. Dále byl připraven samotný NC protein a studována jeho interakce s vybranými nukleovými kyselinami pomocí metody EMSA (z angl. electrophoretic mobility shift assay) a povrchové plasmonové resonance (SPR).

Biochemické vlastnosti hyperaktivních variant cytosolické purinové nukleotidasy cN-II Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Martina Šinaľová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Richard Hrabal, CSc.; Ing. Václav Veverka, Ph.D.; Ing. Aleš Hnízda, Ph.D.

Cytosolická 5‘ purinová nukleotidasa (cN-II; EC 3.1.3.5) katalyzuje defosforylaci purinových nukleosid monofosfátů, čímž reguluje intracelulární koncentraci nukleotidů. Mutace v genu kódujícím cN-II byly asociovány s relapsem akutní lymfoblastické leukémie. Tyto mutace vedou k hyperaktivitě enzymů cN-II, který pak defosforyluje analogy nukleosidů používaných při chemoterapii, a tím snižuje jejich terapeutický účinek. Cílem práce je biochemická charakterizace hyperaktivních variant cN-II L375F a R238W. Byla analyzována jejich kvartérní struktura, termostabilita a kinetické vlastnosti. Užitím gelové permeační chromatografie bylo zjištěno, že mutanty mají tetramerní strukturu stejně jako normální forma enzymu (WT). Metodou diferenční skenovací fluorimetrie byly získány denaturační křivky v teplotním gradientu a byl studován také vliv ATP na termostabilitu enzymů. Tento přístup neodhalil zásadní změny mezi mutanty a WT. Měření kinetických vlastností ukázalo, že Km mutantů byla 3–5 krát nižší než u WT; rozdíly v přítomnosti ATP byly ještě výraznější, tj. 8–13 krát nižší než pro WT. Naše práce naznačuje, že mutantní enzymy mají odlišné uspořádání aktivního místa a pravděpodobně podléhají jiným konformačním změnám v přítomnosti ATP.


Role matrixového proteinu v určení místa tvorby částic Mason-Pfizerova opičího viru v buňce Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Michaela Šolcová M2 Ústav biochemie a mikrobiologie Ing. Zdeněk Knejzlík, Ph.D.

V naší laboratoři se zabýváme intracelulárním transportem virových částic Mason-Pfizerova opičího viru (M-PMV) patřící mezi retroviry typu B/D, u kterých dochází ke vzniku virových částic v cytoplazmě. U M-PMV se na intracelulárním transportu k místu skládání podílí matrixový protein nacházející se ve virovém strukturním prekurzoru Gag. Dominantní efekt byl zjištěň u náhodně testované mutace R55W, která vede ke změně místa tvorby částic z cytoplasmatické na membránovou. Na druhou stranu, bylo zjištěno, že tato mutace má za následek významnou strukturní reorganizaci matrixového proteinu a tak není zřejmý molekulární mechanismus jejího účinku. Pomocí cílené PCR-mutagenese jsme sestrojili expresní konstrukt pro expresi matrixového proteinu nesoucí mutaci R55A v bakteriích. Exprese byla optimalizována a po jeho purifikaci byla pomocí NMR spektroskopie určena struktura mutovaného proteinu, která je srovnatelná s divokým typem. Poté byl opět cílenou PCR-mutagenesí vytvořen konstrukt pCMV-GagR55A vhodný pro transfekci tkáňových buněk. Následně pomocí metody metabolického značení, fluorescenční a elektronové mikroskopie se budeme snažit zjistit dopad mutace R55A na intracelulární transport virových částic k místu jejich skládání.

Vliv struktury vybraných β-galaktosidas na jejich transglykosylační vlastnosti Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Miroslav Těšínský M2 Ústav biochemie a mikrobiologie doc. Ing. Petra Lipovová, Ph.D.

Galaktosidasy jsou hojně využívány v mlékárenském průmyslu pro jejich hydrolytické vlastnosti zejména k přípravě bezlaktózového mléka a dalších produktů. Galaktosidasy však vykazují i transglykosylační aktivitu, která vede k syntéze galaktooligosacharidů, které mohou sloužit jako prebiotika podporující růst střevní mikloflóry. Cílem naší práce je popsat vztah mezi strukturou aktivních míst vybraných β-galaktosidas z rodiny GH2 a jejich transglykosylačními vlastnostmi. Z této rodiny bylo vybráno devět βgalaktosidas produkovaných různými mikroorganismy, z nichž u tří byla vyřešena struktura pomocí rentgenové krystalografie. Pro další vybrané enzymy byly vytvořeny modely pomocí metody homologního modelování. U jednotlivých β-galaktosidas bude změřena jejich transglykosylační aktivita, resp. schopnost přenášet galaktosu na různé akceptory (sacharidy, aminokyseliny, alkoholy). Výsledky budeme aplikovat na jednotlivé modely, kdy využijeme metody molekulárního dockingu a pokusíme se nalézt vztah mezi strukturou aktivního místa a typem akceptoru, na který byla přenesena galaktosa.


Klonování, exprese a charakterizace mutantů lidské histon deacetylasy 6 Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Dalibor Trapl M1 Ústav biochemie a mikrobiologie prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc.; RNDr. Cyril Bařinka, Ph.D.

Histon deacetylasy jsou enzymy, které katalyzují hydrolytické odštěpení acetylové skupiny navázané v proteinech na ε-amino skupině postranního řetězce lysinu. Histon deacetylasy jsou evolučně konzervované a podle sekvenční homologie se rozdělují do 4 tříd. Do třídy I, II a IV se řadí enzymy, které ke své katalytické aktivitě potřebují zinečnaté kationty. Tato práce je zaměřena na lidskou histon deacetylasu 6. Histon deacetylasa 6 se řadí do třídy IIb a jako jediná z histon deacetylas obsahuje ve své sekvenci dvě nezávislé histon deacetylasové domény. V kvasinkách Kluyveromyces lactis byla vyprodukována zkrácená verze lidské histon deacetylasy 6 (aminokyseliny Asp75 – Ala855) obsahující obě histon deacetylasové domény, spolu s mutanty tohoto proteinového konstruktu D172A (mutace v N-koncové histon deacetylasové doméně), D567A (mutace v C-koncové histon deacetylasové doméně) a dvojitým mutantem D172A_D567A. Následnými purifikačními postupy byly získány proteiny o vysoké čistotě. Cílem práce bylo studium vlivu těchto mutací na enzymovou aktivitu v porovnání s divokým typem. K měření enzymové aktivity byl použit fluorescenčně značený substrát acetyl-Gly-Ala-(N-acetyl-Lys)-aminomethylkumarin.


Seznam sekcí a složení komisí – ústav 321 Sacharidy a cereálie (přednášková) Knihovna ústavu 321, 9:00


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Evžen Šárka, CSc. doc. Ing. Marie Hrušková, CSc. doc. Mgr. Andriy Synytsya, Ph.D. Ing. Marcela Sluková, Ph.D. Ing. Vladimír Pour, CSc. Bc. Barbora Babiaková (M2) Bc. David Antonio Chena Aldao (M1) Bc. Veronika Kortánková (M2) Bc. Miroslava Kubová (M2) Bc. Simona Křížová (M2) Bc. Julie Levková (M1) Bc. Magda Venzhöferová (M1) Sacharidy a cereálie (přednášková)

Charakteristiky vybraných cereálnych kompozitných zmesí Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Barbora Babiaková M2 Ústav sacharidů a cereálií doc. Ing. Marie Hrušková, CSc.

Jačmeň (Hordeum vulgare) s vysokým obsahom β – glukánov a semená rastliny chia (Salvia hispanica L.), bohaté na omega-3 polynenasýtené mastné kyseliny sú vďaka svojím zdravotným benefitom skúmané pre použitie v potravinách. Cieľom práce je vyhodnotiť vplyv rôznych pomerov pšeničnej a jačmennej múky s prídavkom chia na reológiu cesta, fyzikálne a senzorické vlastnosti pekárenských výrobkov. Výskum zahŕňa základnú analýzu (obsah vody, číslo poklesu, Zelenyho test, retenčná kapacita) pšeničnej a jačmennej múky, ich zmesí v pomere 70:30 a 50:50 a zmesí týchto premixov s dvomi druhmi mletých semien chia (biele a hnedé) v pomere 2,5 %, 5,0 % a 10,0 %. Na týchto kompozitných zmesiach bol vykonaný rozbor nefermentovaného cesta (farinograf, extenzograf, amylograf), rozbor fermentovaného cesta (fermentograf, maturograf a OTG prístroj) a pokusné pečenie (bežné pečivo a sušienky) s následnou senzorickou analýzou. Zistilo sa, že použité kompozitné zmesi ovplyvnili reologické vlastnosti cesta oproti kontrolnej vzorke z pšeničnej múky. Merný objem hotového pečiva výrazne klesol už pri použití jačmennej múky a ďalej klesal po pridaní chia. V prípade sušienok vyššie prídavky bielych semien, ale najmä tmavá chia spôsobili nárast merného objemu sušienok.


Vliv stupně acetylace na fyzikálně-chemické a nutriční parametry modifikovaného škrobu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. David Antonio Chena Aldao M1 Ústav sacharidů a cereálií doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.

Projekt se zabývá vlivem modifikace škrobu (acetylací a extrudací) na nutriční vlastnosti (obsah rezistentního škrobu) a fyzikálně-chemické vlastnosti (bobtnací kapacita), které jsou důležité při formulaci léčiva. Rezistentní škrob odolává trávení lidskou pankreatickou amylasou v tenkém střevě, a tak prochází až do tlustého střeva, kde je částečně fermentován mikroorganismy, což může být využito při cíleném uvolňování léčivé látky („retardety“). Bobtnací kapacita, která je definována jako nárůst objemu škrobu ve vodném prostředí, souvisí přímo s chováním škrobu při vlhké granulaci a kohezí částic léčiva. Nejslabší bobtnací schopnost měl vzorek extrudátu s vysokým obsahem acetylovaného škrobu (DS 0,5; 20 %), naopak nejlepší bobtnací schopnost měl vzorek s nejvyšším stupněm substituce (DS 1,5; 10 %), který se projevoval nejvyšším obsahem rezistentního škrobu (3,9 % TS). Byl mapován vliv stupně substituce neextrudovaného acetylovaného škrobu na jeho stravitelnost, přičemž byl zjištěn největší obsah rezistentního škrobu (12%) při DS > 1,5. Dále byl sledován vliv otáček šnekovnice na vznik rezistentního škrobu při 10% přídavku acetylovaného škrobu ke kukuřičné krupici nebo k nativnímu pšeničnému škrobu. Při nízkém počtu otáček (80 min-1) docházelo k nárůstu obsahu rezistentního škrobu až na 7-8% TS.

Sorpční vlastnosti ovoce v alkoholickém nálevu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Kortánková M2 Ústav sacharidů a cereálií prof. Ing. Jana Čopíková, CSc.

V současné době se většina dostupných prací, zabývajících se macerovanými cukrovinkami, orientuje na senzorické vlastnosti máčeného ovoce a složení aromatických látek nálevu, do kterého se ovocné plody extrahují. Takto macerované ovoce v alkoholických nápojích se poté obvykle povrchově upravuje máčením v čokoládě. Jedná se více méně o tradiční cukrovinku, která je ovšem velmi náročná na skladování, jelikož má tendenci ke vzniku tukového výkvětu, a tedy k nežádoucímu šednutí čokoládové polevy. Cílem této práce je stanovení rovnováhy mezi ovocem a alkoholickým nápojem pomocí stanovení obsahu ethanolu v nálevu metodu headspace plynovou chromatografií na přístroji Shimadzu GC-2010 Plus, obsahu vody metodou Karla Fischera (ThermoOrion AF8) a určení vnitřní struktury ovoce před a po macerování v nápoji pomocí optického mikroskopu BX - (Olympus). Ovoce bylo máčeno po různé časové úseky a získané výsledky jsou porovnány. Tato práce bude pokračovat povrchovou úpravou macerovaného ovoce a plody budou v alkoholickém nálevu ponechány i po delší dobu.


Vliv podmínek extruze na nutriční a fyzikální vlastnosti extrudovaných výrobků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Miroslava Kubová M2 Ústav sacharidů a cereálií doc. Ing. Evžen Šárka, CSc.

Použití rezistentního škrobu (RS) ve funkčních potravinách vychází z předpokladu, že RS není tráven v tenkém střevu, prochází do tlustého střeva, čímž snižuje energetickou hodnotu potravy a zvyšuje obsah vlákniny, do které je zařazován. RS je fermentován střevní mikroflórou, která produkuje monokarboxylové kyseliny s krátkým alifatickým řetězcem (short chain fatty acids – SFCA). Rezistentní škrob snižuje hladinu glukosy v krvi a glykemický index. Dále RS snižuje hladinu cholesterolu a slouží jako ochrana proti kardiovaskulárním onemocněním. RS se dělí na několik typů, např. typ RS3 je retrogradovaný škrob, typ RS4 je chemicky modifikovaný škrob. Byly provedeny experimenty laboratorní extruze s cílem získat výrobky s vyšším obsahem RS, aby přitom fyzikální vlastnosti nebyly negativně ovlivněny. Bylo zjištěno, že 20% přídavek acetylovaného škrobu do premixu s kukuřičnou krupicí nebo pšeničnými otrubami způsoboval zvýšení obsahu RS (RS4) (na 6-8 % hm.). Přídavek amylosy do vzorků směsi kukuřičné krupice a pšeničného škrobu významně zvyšoval podíl RS (RS3) v extrudátech (až na 8,8 % TS při přídavku amylosy 25 %). Byla prokázána závislost expanzního poměru a pevnosti ve střihu v extrudátech, při různém složení a za různých procesních podmínek.

Využití fyzikálně-chemických metod pro odbarvování cukerných šťáv Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Simona Křížová M2 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Svatopluk Henke, Ph.D.

Invertní cukr je označení pro ekvimolární směs D-glukosy a D-fruktosy vzniklé hydrolýzou molekuly sacharosy. V potravinářství se používá jako sladidlo vzhledem k vyšší sladivosti než má sacharosa. Běžně se používá v nápojářském průmyslu. Vzhledem k tomu, že většina komerčně prodávaných slazených nápojů je čirá, významným parametrem finálního výrobku je mimo jiné barva invertního cukru. Cílem této práce je porovnání účinnosti různých fyzikálně-chemických metod, které vedou ke snížení barvy finálního produktu a případný návrh modifikace stávající výrobní linky, která v současnosti využívá k odbarvení invertního cukru aktivní uhlí a následnou filtraci přes křemelinu na kalolisu. V této práci jsme zkoumali možnost odbarvení, jak vstupní suroviny, tj. sacharosy, tak i vyrobeného invertního cukru. Porovnání vůči stávající technologii jsme prováděli pomocí filtrace na membránách a pomocí ionexové chromatografie.


Charakteristika surovin pro výrobu bezlepkového chleba Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Julie Levková M1 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Marcela Sluková Ph.D.

V současné době je jediným známým efektivním způsobem léčby celiakie doživotní bezlepková dieta. Odstranění lepku z receptury na výrobu chleba ale vede k výraznému snížení kvality chleba. Těsto bez lepku nedokáže udržet oxid uhličitý vznikající při fermentaci těsta, což vede ke zhoršení textury chleba. Pro nahrazení lepku v receptuře chleba je potřeba látek polymerního charakteru, které napodobí viskoelastické vlastnosti lepku v těstě. Receptury bezlepkových chlebů se nejčastěji skládají ze škrobů, látek na základě proteinů a hydrokoloidů. Cílem této práce je představit hlavní složky receptur bezlepkových chlebů a zhodnotit jejich roli v procesu tvorby těsta a pečení chleba.

Vývoj bezlepkových cereálních snack výrobků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Magda Venzhöferová M1 Ústav sacharidů a cereálií Ing. Marcela Sluková Ph.D.

Celiakie je chronické autoimunitní onemocnění sliznice tenkého střeva vyvolané požíváním lepku, konkrétně části obsahující zásobní protein gliadin. V současnosti je jediná známá léčba správné dodržování bezlepkové diety. Na trhu je k dispozici celá řada bezlepkových výrobků, přesto sortiment není dostačující, konzumenti se často musí rozhodovat mezi kvalitou a vysokou cenou nebo mezi nižší cenou, ale i nízkou kvalitou výrobku. Tato práce se tedy zabývá technologickým vývojem nových bezlepkových výrobků, a to slaných krekrů. U bezlepkového těsta je obecně problém s jeho tažností, těsto bývá velmi krátké. Byla proto hledána ideální kombinace různých mouk, tuku, zahušťovadel a dalších látek, aby se vlastnosti těsta a příprava bezlepkových výrobků optimalizovala. Po prvotní analýze surovin použitých pro bezlepkovou výrobu následoval vývoj receptury a senzorické hodnocení výrobků.


Seznam sekcí a složení komisí – ústav 322

Chemie a mikrobiologie mléka, tuků a kosmetiky (přednášková) Knihovna ústavu 322, 9:00

Sekce:


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Jiří Štětina, CSc. Ing. Iveta Hrádková, Ph.D. Ing. Šárka Horáčková, Ph.D. Bc. Lukáš Borovka (M1) Eliška Fialová (B3) Bc. Veronika Holečková (M2) Bc. Anna Kastnerová (M2) Bc. Monika Kumherová (M1) Simona Lencová (B3) Bc. Monika Mikolášková (M1) Bc. Simona Šuterová (M1)

Chemie a mikrobiologie mléka, tuků a kosmetiky (přednášková)

Izolace prebiotických oligosacharidů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lukáš Borovka M1 Ústav mléka, tuků a kosmeticky doc. Ing. Ladislav Čurda, CSc.

Galaktooligosacharidy (GOS) je možné izolovat hned několika způsoby. Použití aktivního uhlí je jednou z možností, jak získat směs s vyšším obsahem GOS než obsahoval původní roztok. Substrát pro izolaci GOS byl připraven pomocí β-galaktosidasy z modelového roztoku laktosy v pufru. Optimální množství enzymu bylo stanoveno na 2 mL na kilogram roztoku laktosy o koncentraci 371,1 g∙L-1. Relativní zastoupení sacharidů v roztoku po ukončení reakce bylo 17 % GOS, 27,8 % laktosy, 33,4 % glukosy a 21,8 % galaktosy. Tato směs byla dále separována pomocí zrnitého aktivního uhlí tak, že sacharidy byly z aktivního uhlí po adsorpci postupně vymývány roztoky ethanolu s rostoucí koncentrací. Spojením dvou promývacích roztoků o nejvyšším výtěžku a čistotě byla získána směs s výtěžkem GOS 43% a čistotě 60 %. Během dalších pokusů, které byly provedeny za jiných podmínek, bylo dosaženo výtěžku GOS 79 % a čistoty 39 %. Aktivním uhlím, na které byly nasorbované sacharidy, byla naplněna chromatografická kolona. Ta byla promývána mobilní fází s gradientem ethanolu. Bylo tak vyizolováno 60 % původních GOS s čistotou 52,7 %.


Porovnání metod pro izolaci DNA Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Eliška Fialová B3 Ústav mléka tuků a kosmetiky Ing. Andrea Mühlhansová

Nukleové kyseliny jsou zcela jedinečné pro každý organismus. Proto je jejich izolace velice důležitá a využívaná, a to nejen v kriminalistice či molekulární biologii, ale například i v potravinářství při identifikaci a kvantifikaci mikroorganismů v potravinách. V současné době existuje mnoho metod pro izolaci DNA. Cílem této práce bylo porovnat 4 z nich. Vybrány byly metody s odlišným způsobem lyze buněk: (i) enzymatická metoda – DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen), (ii) enzymaticko-mechanická metoda dle Parayre et al., 2007, (iii) mechanická metoda UltraClean Microbial Isolation Kit (MO BIO Laboratories,Inc.) a (iv) fyzikální metoda rozrušení buněk (teplotou). Metody byly porovnány z hlediska koncentrace DNA, čistoty DNA, potřebného času pro izolaci DNA a ceny izolačních sad. Na závěr byla provedena i absolutní kvantifikace pomocí qPCR, která byla porovnána se standardními plotnovými metodami. Všemi metodami byla vyizolována DNA z 15 různých bakteriálních kultur, koncentrace DNA a následná kvantifikace pomocí qPCR se ovšem liší. Do budoucna budou tyto metody porovnány u reálných vzorků z potravinářských provozů.

Antimikrobiální účinek esterů kyseliny vanilové Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Holečková M2 Ústav mléka, tuků a kosmetiky Ing. Iveta Hrádková, Ph.D.

Alkylové estery kyseliny p-hydroxybenzoové, zkráceně parabeny, jsou díky svým antibakteriálním vlastnostem využívány jako konzervanty ve farmaceutickém, kosmetickém a potravinářském průmyslu. Nedávnými studiemi prokázaná estrogenová aktivita parabenů, a s ní i možná spojitost s výskytem rakovinu prsu, však vede k postupnému upouštění od používání těchto látek. Vzhledem k nízké rozpustnosti parabenů ve vodě je zde snaha připravit obdobné, polárnější sloučeniny s antimikrobiální aktivitou. Díky dosažení vyšší rozpustnosti ve vodě by měla být zvýšena i aktivita vůči mikroorganismům, která je právě rozpustností ve vodě podmíněna, zároveň by se i snížila schopnost pronikat cytoplazmatickými membránami, čímž by se mohlo předejít průniku do tkání a nežádoucím interakcím s receptory. Tato práce byla zaměřena na estery kyseliny vanilové. V předchozích studiích bylo zjištěno, že alkylové estery kyseliny vanilové antimikrobiální vlastnosti nemají. Během této práce byl proto vyvíjen vhodný postup přípravy polárnějšího esteru kyseliny vanilové. Následně byl připravený ester testován na antimikrobiální aktivitu, která byla porovnávána s aktivitou kyseliny p-hydroxybenzoové a methylparabenem.


Vlastnosti a izolace laktoferinu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Kastnerová M2 Ústav mléka, tuků a kosmetiky doc. Ing. Ladislav Čurda, CSc., Mgr. Volodymyr Skalka

Laktoferin, má molekulovou hmotnost 80 kDa a isoelektrický bod 8,7. Patří mezi zásadité proteiny, stejně jako laktoperoxidasa, lysozym a imunoglobuliny, které se vyskytují v mléku. Hraje roli v širokém spektru biologických aktivit zahrnující antimikrobiální, antibakteriální, antifungální a antivirovou aktivitu, stimuluje imunitní systém, váže železo, má protirakovinnou a antioxidační aktivitu. Laktoferin byl izolován z 8 l čerstvého mléka za použití chromatografie na iontoměničích, kdy kolona byla naplněna katexovým mediem STREAMLINE SP XL. Eluce byla provedena jak lineárním gradientem, tak stupňovým gradientem za použití 50 mol.l-1 fosfátového pufru s různou koncentrací soli. Celkově jsme získali 342 mg laktoferinu. Čerstvé mléko je nutné před nanesením na kolonu přefiltrovat a nanášet při 37 °C. Pro stanovení čistoty laktoferinu byla použita chromatografii na reverzní fázi, kdy byl použit nepolární sorbent C 18, dále mobilní fáze A: voda + 10% acetonitril + 0,1% TFA, mobilní fáze B: voda + 85% acetonitril + 0,1 % TFA a postupným gradientem docházelo k eluci. Další metodou pro stanovení čistoty, byla elektroforéza v 12,5% akrylamidovém gelu v Leammliho systému. Čistota laktoferinu se pohybovala v rozmezí 70-83%.

Stabilita laktobacilů v hygienických prostředcích Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Monika Kumherová M1 Ústav mléka, tuků a kosmetiky Ing. Eva Šviráková, Ph.D.; Ing. Michaela Kosová

Urovaginální infekce představují celosvětový zdravotní problém. Nejčastějšími původci infekcí bývají jak bakterie (např. Staphylococcus aureus, Gardnerella vaginalis, Escherichia coli), tak kvasinky (např. Candida albicans). Laktobacily jsou přirozenou součástí vaginální mikroflóry a tvoří zde přirozenou ochrannou bariéru. Při poklesu počtu laktobacilů může dojít k adhezi původce infekce a následně k jejímu rozvoji. Je tedy vhodné v průběhu léčby používat podpůrné prostředky s obsahem laktobacilů. Může se jednat např. o hygienické prostředky, které na svém povrchu obsahují nanesený nosič s lyofilizovanými laktobacily. Cílem experimentální práce bylo lyofilizovat vybrané kmeny laktobacilů (Lactobacillus fermentum G1 a Lactobacillus reuteri 291). Následně, sledovat stabilitu lyofilizovaných laktobacilů v průběhu skladování při různých teplotách, sledovat stabilitu lyofilizovaných laktobacilů aplikovaných do vybraných nosičů hydrofilní a hydrofobní povahy a sledovat antimikrobiální a biochemickou aktivitu. Antimikrobiální aktivita byla sledována, jak u živých, tak u lyofilizovaných laktobacilů, vůči vybraným sbírkovým kmenům Staphylococcus aureus a Escherichia coli. Biochemická aktivita byla sledována u živých laktobacilů a lyofilizovaných laktobacilů v hydrofobním nosiči, pomocí testu API® 50 CH.


Návrh a testování primerů pro stanovení probiotických laktobacilů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Simona Lencová B3 Ústav mléka, tuků a kosmetiky Ing. Andrea Mühlhansová

Primer je krátký úsek jednořetězcové DNA, který se na principu párování bazí váže k templátovému řetězci DNA. Primery jsou nedílnou součástí při polymerázové řetězové reakci (PCR). Přesnost a úspěšnost PCR při amplifikaci určité části sekvence genomové DNA je závislá na pečlivém návrhu obou primerů. Cílem práce bylo navrhnout vhodné primery pro probiotické druhy laktobacilů – Lactobacillus acidophilus a Lactobacillus casei. Vybrané geny kódující peptidogkykanhydrolasy byly vyhledány pomocí genové banky (NCBI-National Center for Biotechnology Information). Sekvence genů byly následně porovnány s blízce příbuznými druhy bakterií mléčného kvašení pomocí softwaru CLUSTALW. Na základě jejich jedinečnosti pro každý mikroorganismus byl vybrán úsek sekvence DNA nejvíce specifický pro daný probiotický druh. Výsledné primery byly navrženy pomocí softwaru PRIMER 3. Na závěr byla provedena konrola specifity pomocí in silico PCR. Primery byly testovány při různých teplotách a PCR byla optimalizována. Oba páry primerů fungují a výsledný produkt byl amplifikován. Dalším krokem této práce bude absolutní kvantifikace v reálných probiotických výrobcích pomocí qPCR.

Predikce údržnosti jedlých olejů instrumentálními metodami Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Monika Mikolášková M1 Ústav mléka, tuků a kosmetiky Ing. Iveta Hrádková, Ph.D.

Jedním z hlavních ukazatelů kvality rostlinných olejů je jejich oxidační stabilita během skladování a procesu zpracování. Při oxidaci jedlých tuků a olejů se díky degradaci hydroperoxidů, primárních produktů oxidace, tvoří různé sekundární produkty. Jsou to alkoholy, aldehydy, ketony, furany, kyseliny apod. Některé s těchto těkavých sloučenin mají výrazné aroma a významně ovlivňují organoleptické vlastnosti jedlých tuků a olejů, stejně tak jako nutriční kvalitu oleje. V práci byla sledována oxidační stabilita jedlých olejů v závislosti na jejich podmínkách skladování. Byly vybrány tři druhy oleje dostupné v naší tržní síti, olej řepkový, olej slunečnicový a olej sójový. Vzorky olejů byly skladovány po dobu 6 měsíců. Byly zvoleny následující podmínky pro skladování při teplotách 25ºC nebo 4ºC, na světle nebo v temnu, skladování balení s uzávěrem nebo bez uzávěru a skladování pod modifikovanou atmosférou. Oxidace olejů byla sledována měřením indukční periody na přístroji Rancimat. Pro stanovení charakteristiky jednotlivých olejů bylo provedeno stanovení složení mastných kyselin jako methylesterů metodou GC/FID. Dále bylo u jednotlivých olejů provedeno stanovení obsahu tokoferolů. Změna oxidační stability byla vyhodnocena v návaznosti na změřené délky indukčních period.


Povrchové vlastnosti laktobacilů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Simona Šuterová M1 Ústav mléka, tuků a kosmetiky Ing. Šárka Horáčková, CSc.

Laktobacily jsou bakterie, které se vyskytují v mnoha prostředích včetně půdy, rostlin a savců. Některé kmeny laktobacilů jsou zařazeny mezi probiotika. U savců včetně člověka mají pozitivní vliv na trávicí trakt. Bakteriální adheze na střevní stěnu je označována za jednu z nejdůležitějších vlastností při výběru probiotických kmenů. Adhezivní schopnost buněk je z velké části ovlivněna jejich povrchovými strukturami a vlastnostmi. Cílem této práce bylo u vybraných kmenů laktobacilů určit, jaké přesné povrchové atributy ovlivňují schopnost adheze. Byly naměřeny některé fyzikálně chemické vlastnosti, mezi které patří autoagregace, hydrofobicita a přítomnost S-vrstvy. Pomocí SDS-PAGE byla zjištěna přítomnost S-vrstvy u dvou kmenů laktobacilů. Při odstranění S-vrstvy byla ovlivněna adhezivní schopnost buňky. Lze tedy předpokládat, že přítomnost S-vrstvy hraje důležitou roli v adhezi.


Seznam sekcí a složení komisí – ústav 323 Chemie a analýza potravin A (přednášková) B32, 9:00


Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D. Ing. Ondřej Lacina, Ph.D. Ing. Marie Suchanová, Ph.D. Bc. Jiří Čermák Bc. Tomáš Gramblička Bc. Vít Kosek Bc. Alžběta Maroušková Bc. Martina Mezlíková Bc. Veronika Pekárková Bc. Kateřina Urbancová

Chemie a analýza potravin A

Metabolomické profilování vzorků mouky, těstovin a lyofilizovaných rajčat Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jiří Čermák M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová, Ing. Jana Bihušová

Metabolomika je v současné době předmětem velkého zájmu jako nová strategie hodnocení kvality a autenticity potravinových surovin a produktů. V oblasti chemické analýzy se pro charakterizaci potravin uplatňují metody fingerprintingu a metabolomického profilování s následným matematicko-statistickým zpracováním získaných rozsáhlých souborů dat. Při stanovení metabolomického profilu italských pšeničných mouk, těstovin a lyofilizovaných rajčat z ekologického a konvenčního pěstování v roce 2013 byly proměřeny extrakty vzorků technikou DART–OrbitrapMS a UHPLC–MS. U mouk, těstovin a lyofilizovaných rajčat byl sledován vliv dvou parametrů: způsob zemědělství a oblast pěstování. Vzorky lyofilizovaných rajčat byly navíc porovnávány se sadou vzorků sklizených v roce 2012. Získaná data byla vyhodnocena statistickými a chemometrickými metodami, kdy pro vyhodnocení byla použita analýza hlavních komponent (PCA) a diskriminační analýza částečných nejmenších čtverců (PLS–DA) ve statistickém programu SIMCA. Zjištěné rozdíly v metabolomu vzorků by mohly vést k odhalování falšování nebo k prokázání původu potravin.


Superkritická fluidní chromatografie jako nástroj pro lipidomické zkoumání lidské tukové tkáně Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tomáš Gramblička M1 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.; doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.; Ing. Vojtěch Hrbek

Lidská tuková tkáň představuje komplexní systém chemických látek lipofilního charakteru, kdy vedle lipidických látek jako jsou triacylglyceroly (TAG), jejich oxidační produkty, fosfolipidy, cholesterol a jeho estery je i tzv. „zásobárnou“ různých chemických látek, především organohalogenovaných kontaminantů. V současné době existuje řada analytických přístupů, které umožňují lidskou tukovou tkáň charakterizovat, s využitím zejména chromatografických metod ve spojení s konvenčními i hmotnostně spektrometrickými detektory. V této studii byl pro studium lipofilních látek zvolen tzv. lipidomický přístup k analýze vzorku, jehož principem je získání lipidomického fingerprintu. Pro tento účel byla použita metoda superkritické fluidní chromatografie (SFC) ve spojení s vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem (HRMS). Cílem této práce bylo získání lipidomických fingerprintů 101 vzorků, resp. nepolárních extraktů vzorků lidské tukové tkáně pomocí techniky SFC–HRMS. Získaná data byla zpracována pomocí pokročilých statistických metod. Při vyhodnocení dat byla velká pozornost věnována identifikaci specifických markerů, které mohou souviset s dietární expozicí různým chemickým látkám, ve vzorcích byly identifikovány např. oxidované formy TAG a další biologicky aktivní látky.

Vývoj analytické metody pro současné stanovení statinů a významných (mezi)produktů mevalonátové dráhy v krevním séru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Vít Kosek M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc., Ing. Milena Zachariášová, Ph.D., Ing. Marie Fenclová

Statiny jsou třídou farmak, běžně používaných pro léčbu hyperlipidémie a prevenci kardiovaskulárních onemocnění. Mechanismus jejich účinku spočívá v inhibici HMG-CoA reduktázy, enzymu klíčového pro regulaci biosyntézy cholesterolu (mevalonátové dráhy). Význam inhibice této dráhy však není pouze v depleci cholesterolu, ale také jejích meziproduktů farnesyl pyrofosfátu (FPP) a geranylgeranyl pyrofosfátu (GGPP), látek podílejících se na buněčné proliferaci řady nádorů. Na našem ústavu byla již v minulosti zavedena multi-metoda pro kvantitativní stanovení osmi různých statinů v tkáňových kulturách. Cílem této práce bylo rozšíření stávající metody o nové analyty, konkrétně o významné metabolity statinů, cholesterol, estery cholesterolu, FPP a GGPP a její optimalizace pro analýzu krevního séra. Pro separaci a detekci analytů byla využita technika vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem typu Q-Orbitrap, díky níž lze ve vzorcích současně provádět i necílovou analýzu (např. pro retrospektivní identifikaci dalších metabolitů statinů). Tato 'univerzální' metoda umožní komplexní posouzení vlivu statinů na významné produkty a meziprodukty mevalonátové dráhy, a to bez nutnosti zavádění několika specifických postupů.


Stanovení polárního pesticidu ethephonu a jeho degradačního produktu metodou LC-MS/MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Alžběta Maroušková M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.; Ing. Vojtěch Hrbek

Díky neustálé poptávce přichází na trh stále nové pesticidní přípravky. Jedním z takových je například Ethrel s účinnou látkou ethephon. Ethephon (2-chlorethylfosfonová kyselina) je regulátor růstu se systémovými vlastnostmi. Používá se pro podporu zrání před sběrem, ale i po sběru, ovoce a zeleniny. Během této studie byl přípravek Ethrel aplikován na rajčata, pěstovaná ve čtyřech oblastech na Moravě – Prušánky, Josefov, Lednice a Šakvice. Bylo provedeno několik aplikací přípravku Ethrel a následných odběrů vzorků rajčat v určitých časových intervalech. Tato práce navazuje na studii prováděnou v roce 2013, byl opět sledován obsah reziduí ethephonu a nově i jeho metabolitu ethephon-hydroxy v rajčatech. Z důvodu vysoké polarity těchto analytů nelze použít standardní extrakční metoda pro stanovení pesticidů QuEChERS (Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe), ale využívá se extrakční metoda pro stanovení polárních pesticidů tzv. QuPPE (Quick Polar Pesticides Method). Cílem prováděné práce bylo zopakování experimentu z roku 2013, zhodnocení výsledků ze dvou sezón a ověření platnosti výsledků z roku 2013. Analýza reziduí pesticidů byla provedena pomocí kapalinové chromatografie s tandemovým hmotnostním spektrometrem.

Výskyt pesticidů v bylinných čajích Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martina Mezlíková M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Lucie Drábová, Ph.D.

Čaj je jedním z nejoblíbenějších nápojů světě. Čajové lístky či byliny, ze kterých je čaj připravován, mohou obsahovat různé kontaminanty, jako například rezidua pesticidů. Tato rezidua mohou mít negativní vliv na zdraví konzumenta, a proto je nutné obsahy těchto látek kontrolovat. Cílem této práce bylo nalézt vhodnou extrakční metodu pro stanovení těchto látek v bylinných čajích a tuto metodu následně použít na vyšetření souboru 25 vzorků. Látky byly extrahovány metodou QuEChERS, po které byly zkoušeny tři přečišťovací metody. Mezi ně patřila dSPE za použití PSA, CaCl2 a vymražení, dále také LLE s využitím hexanu nebo isooktanu. Jako analytická koncovka byla použita plynová chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí v tandemovém uspořádání (GC–MS/MS). U testovaných metod byly porovnávány tři sledované parametry – výtěžnost, opakovatelnost a množství koextraktů ve výsledném extraktu. Jako nevhodnější byla zvolena metoda přečištění LLE do isooktanu. V souboru vyšetřovaných vzorků bylo detekováno celkem 15 reziduí pesticidů. U dvou vzorků čaje byl překročen maximální reziduální limit pro některý ze sledovaných analytů. Hladiny residuí se pohybovaly v rozmezí 3,0 až 86,9 µg/kg.


Separace glykosaminoglykanů různými metodami kapalinové chromatografie Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Veronika Pekárková M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Dr. Ing. Jan Poustka

Hyaluronová kyselina (HA) a chondroitin sulfát (CS) tvoří společně s kolagenem základ chrupavčité tkáně, kde jsou součástí proteoglykanu agrekanu. Bylo prokázáno, že jejich příjem ve stravě zmírňuje příznaky doprovázející kloubní onemocnění, proto se používají pro výrobu kloubních doplňků stravy. Rostoucí obliba a spotřeba těchto preparátů vede k potřebě vyvíjet nové metody pro kontrolu deklarovaných obsahů a složení aktivních složek. Postupně byly optimalizovány tři různé metody za účelem jejich aplikace pro rutinní analýzu doplňků stravy a také pro charakterizaci složení jejich aktivních složek. Jednalo se o ultraúčinnou kapalinovou chromatografii ve spojení s univerzálním evaporative light scattering detektorem (UHPLC–ELSD) s potenciálem pro rutinní kontrolu produktů. Nově byla testována metoda kapalinové chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií (HPLC–MS), která je využitelná pro identifikace aktivních složek kloubních preparátů. Také byla optimalizována separace s využitím principu vylučovací chromatografie ve spojení s detektorem diodového pole (SEC–DAD) pro účely charakterizace molekulové hmotnosti HA a CS. Aplikace testovaných metod umožňuje získat komplementární parametry kloubních preparátů a následně zlepšenou kontrolu kvality nabízených produktů.

Analýza monohydroxylovaných polycyklických aromatických uhlovodíků v biologických matricích Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kateřina Urbancová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph. D., Ing. Darina Lanková

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) patří mezi všudypřítomné environmentální kontaminanty, které jsou v exponovaném organismu metabolicky odbourávány na hydroxylované metabolity (OH-PAH). Vzhledem k nepříznivým účinkům PAH na lidské zdraví (karcinogenita, mutagenita, genotoxicita) představuje monitoring výskytu jejich hydroxylovaných metabolitů v biologických matricích významný nástroj pro hodnocení expozice člověka. OH-PAH mají polárnější charakter než jejich mateřské molekuly, díky tomu jsou lépe rozpustné ve vodě a ve formě glukuronátu nebo sulfátu jsou z těla vylučovány především močí. V rámci pilotní studie jsme se v první fázi zaměřili na vývoj analytické koncovky pro stanovení 11 OH-PAH v moči. Pro identifikaci a kvantifikaci analytů byla zvolena ultra-účinná kapalinová chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UHPLC–MS/MS). Vedle optimalizace chromatografické separace, především izomerů hydroxyfenantrenu (1-, 2-, 3-, 4 a 9-OH-PHEN), byly testovány parametry ionizace a MS/MS detekce s cílem dosáhnout co nejnižších limitů kvantifikace, které analýza OH-PAH v biologických matricích vyžaduje. V další fázi experimentů byl ověřen potenciál extrakce tuhou fází (SPE) a metody QuEChERS pro izolaci analytů z moči.


Chemie a analýza potravin B (přednášková) B33, 9:00


Studenti:

Sekce:

prof. Dr. Ing. Jan Poustka Ing. Lucie Drábová, Ph.D. doc. Dr. Ing. Věra Schulzová Bc. František Beneš Bc. Helena Čápová Bc. Hana Koníčková Bc. Daria Korableva Bc. Lucie Máčiková Bc. Petra Oliveriusová Bc. Dana Schusterová Bc. Kateřina Zemanová

Chemie a analýza potravin B

Biologicky aktivní látky v konopí a konopných produktech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. František Beneš M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová, Ing. Hana Chmelařová

V současné době jsou pěstovány dvě hlavní odrůdy konopí a to konopí seté a konopí indické. Hlavním rozdílem mezi konopím Indickým a konopím setým je obsah THC (tetrahydrocannabinol). Konopí seté má podíl THC minimální, naopak obsahuje ve vysokých koncentracích CBD (cannabidiol). CBD se využívá hlavně v lékařství, kde se úspěšně využívá při léčbě schizofrenie, roztroušené sklerózy a epilepsie. V čerstvé rostlině se cannabinoidy vyskytují hlavně v podobě kyselin, které se vlivem vyšších teplot dekarboxylují (například při sušení). V rámci této práce byla vyvinuta a validována metoda pro analýzu jednotlivých cannabinoidů v konopí a konopných produktech. Při analýze byla hlavní pozornost věnována zejména THC, THCA, CBG, CBGA, CBD, CBDA a CBN. Cannabinoidy jsou málo polární látky, proto k extrakci využíváme etanol. Jako analytická koncovka byla využita metoda HPLC ve spojení s vysokorozlišovacím hmotnostním spektrometrem. Tento detektor poskytoval hmotnostní spektra s vysokou přesností hmot, což bylo využito k identifikaci jednotlivých cannabinoidů. Byly analyzovány vzorky technického konopí a výrobků z něj. U vzorku sádla s extraktem konopné nati byl sledován možný vliv matrice na kvantitativní stanovení cannabinoidů.


Vliv receptury toustovaného chleba na vznik akrylamidu a těkavých látek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Helena Čápová M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc., Ing. Beverly Bělková, Ing. Jaromír Hradecký

K oblíbené kulinární úpravě produktů na bázi cereálií patří pečení, během kterého v rámci Maillardovy reakce vzniká celá řada žádoucích, senzoricky aktivních látek. Současně, za určitých podmínek, mohou vznikat i sloučeniny z pohledu zdravotních efektů na konzumenta rizikové. Mezi tyto tzv. procesní kontaminanty, které můžeme prokázat v různých typech pečiva, patří potenciální lidské karcinogeny akrylamid či furan, diskutována je i genotoxicita 5-hydroxymethylfurfuralu (5-HMPF). Možnost minimalizace hladin rizikových sloučenin při současném zachování atraktivní chuti a vůně se odvíjí od studia faktorů ovlivňujících probíhající reakce při tepelném zpracování. V rámci realizovaných experimentů bylo upečeno k výrobě toustového chleba použito 15 různých receptur s různým obsahem NaCl, emulgátoru na bázi lecitinu a redukčních činidel cysteinu a glutathionu. Analýzy toustového chleba před a po toustování prokázaly jen malý vliv použité receptury na obsah akrylamidu, zásadnější byl rozdíly v profilu těkavých látek, z nichž mnohé ovlivňují vůni výrobku.

Polycyklické aromatické uhlovodíky v doplňcích stravy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Hana Koníčková M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Lucie Drábová, Ph.D.

Doplňky stravy jsou běžně dostupné preparáty, které obsahují široké spektrum vitamínů, minerálních látek, enzymů a mnoha dalších látek s nutričním a fyziologickým účinkem na lidský organismus. Ačkoli tyto výrobky obsahují mnoho zdraví prospěšných látek, mohou obsahovat i látky škodlivé např. polycyklické aromatické uhlovodíky. Vzhledem k četným hlášením RASFF na obsah polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) v doplňcích stravy se právě tyto sloučeniny staly předmětem této práce. Hlavním cílem práce bylo vybrat vhodnou metodu pro stanovení PAU v doplňcích stravy, validovat ji a následně ji využít k vyšetření 22 vzorků z obchodní sítě ČR na obsah 16 PAU. Jako nejvhodnější byla vybrána metoda QuEChERS s přečištěním do isooktanu, která poskytovala dobré výtěžnosti a opakovatelnosti pro sledované analyty. Následná kvantifikace a konformace byla realizována pomocí plynové chromatografie s hmotnostním detektorem typu trojitý kvadrupól (GC–MS/MS). Ze souboru 22 vzorků doplňků stravy byl nejvíce kontaminovaný preparát proti trávicím potížím s koncentrací PAU 4 34,3 µg/kg. Naopak, nejnižší koncentrace PAU 4 (0,83 µg/kg) byla nalezena v kapkách proti nachlazení.


Zhodnocení zdrojů expozice PAU v různých lokalitách ČR Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Daria Korableva M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) jsou organické sloučeniny obsahující dva a/nebo více kondenzovaných benzenových jader a vznikající nedokonalým spalováním organické hmoty. Různé studie prokazují karcinogenní, genotoxické a mutagenní účinky některých PAU při dlouhodobém dietárním příjmu. Zdrojem expozice pro člověka mohou být např. kouř, ovzduší ve vnějším a vnitřním prostoru, strava. Potraviny se v nekontaminovaných oblastech podílí na expozici PAU až z 90 %, naopak v oblastech s vysokou kontaminací ovzduší může docházet až k 90 % expozici inhalací. Práce byla provedená v rámci projektu GAČR č. P301/13-13458S – „Dopady znečištění ovzduší na genom novorozenců”. Cílem této práce bylo stanovit obsah 16 EPA a 15+1 EU PAU ve stravě těhotných žen a ovzduší ze dvou lokalit ČR s různou úrovní kontaminace (Karviná a České Budějovice) a porovnat expozice PAU z těchto dvou zdrojů v různé období. Vzorky byly extrahovány, primární extrakt byl přečištěn pomocí extrakce na tuhou fázi (SPE) a pak následovalo analytické stanovení PAU pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií a s tandemovou hmotnostní spektrometrií (GC–MS/MS). Zatímco příjem PAU z diety je v obou lokalitách srovnatelný, expozice inhalací je v Českých Budějovicích až desetkrát nižší.

Fytoestrogeny v doplňcích stravy Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Máčiková M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová, Ing. Veronika Krtková

Fytoestrogeny jsou biologicky aktivní látky patřící mezi exogenní sloučeniny s estrogenní aktivitou vyznačující se strukturní podobností s hormonem 17β-estradiolem. Hlavními rostlinnými zdroji fytoestrogenů jsou jeteloviny (rod Trifolium), sója luštinatá (Glycine max) a vojtěška setá (Medicago sativa). Vzhledem k podstatně nižšímu příjmu fytoestrogenů potravou vyplývajícímu ze zakotvených stravovacích návyků oproti například asijské populaci, kde se v hojném množství konzumují sójové boby a výrobky, je pro docílení estrogenních účinků fytoestrogenů často nutné přistoupit ke konzumaci těchto látek ve formě nutraceutik. Obsah fytoestrogenů ve vybraných doplňcích stravy, dostupných na tuzemském trhu, byl vyšetřen pomocí ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UHPLC–MS/MS). Jednalo se především o přípravky určené pro ženy v období klimakteria, přípravky podporující pevnost kostí a přípravky doporučené při léčbě inkontinence. Dle zastoupení jednotlivých fytoestrogenů bylo možno usoudit na použitý rostlinný materiál, jako zdroj fytoestrogenů, pro výrobu analyzovaných doplňků stravy.


Zhodnocení vlivu krmiva na obsah omega 3 a omega 6 mastných kyselin v drůbežích produktech Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Petra Oliveriusová M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Jana Kohoutková, Ph.D., Ing. Milena Zachariášová, Ph.D.

Cílem této práce bylo zjistit, zda má vliv obohacování krmiva pro drůbež o důležité polynenasycené mastné kyseliny případně jejich prekurzory na drůbeží produkty určené pro konzumenta. Důvodem je snaha o obohacení naší středoevropské stravy o další zdroje těchto mastných kyselin (hlavně esenciální omega-3 a omega-6), neboť jich je v naší stravě nedostatek, a přitom jsou prokázány jejich pozitivní účinky na lidské zdraví. Studoval se vliv speciálních krmných směsí, které obsahovaly zvýšený podíl složek, které přirozeně obsahují vyšší podíl omega-3 a omega-6 mastných kyselin, případně jich prekurzozů např. kys. alfa-linolenové. Profil mastných kyselin byl sledován jak v použitém krmivu, tak i v drůbežích produktech jako jsou játra, prsní svalovina, stehenní svalovina a vejce. Testovány byly čtyři druhy krmiv, kontrolní (standardní krmná směs) a tři různě obohacené. Kromě obsahu jednotlivých mastných kyselin v uvedených matricích se také sledoval poměr omega-6 : omega-3. Vliv krmiva na drůbeží produkty prokázán byl, a lze říci, že byly prokázány znatelné rozdíly, jak ve vlivu daného krmiva, tak v zastoupení mastných kyselin v různých drůbežích produktech.

Optimalizace metody pro stanovení reziduí pesticidů v čaji Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Dana Schusterová M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Jana Kováčová

Čaj představuje z hlediska složení velmi komplikovanou matrici. Při extrakci reziduí pesticidů metodou QuEChERS ze vzorků čaje mohou být tyto látky isolovány spolu s cílovými analyty, což může při následné analýze extraktů technikou kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií představovat významný problém, např. zvýšený matriční efekt nebo interferující látky koelující se s cílovými analyty. Cílem předkládané studie byla optimalizace metody pro stanovení 350 pesticidů v čaji. Pro snížení množství koextraktů bylo testováno přečištění technikou d-SPE s použitím různých sorbentů (PSA, GCB, C18). Účinnost přečištění byla posuzována pomocí gravimetrické analýzy a srovnáním rozpouštědlového a matričního standardu. Vzhledem k tomu, že matriční složky, které se koelují spolu s polárními analyty, vedou k významné supresi signálu těchto analytů, bylo přistoupeno k optimalizaci gradientu mobilní fáze v kapalinové chromatografii a sledován jeho vliv na separaci koextraktů a cílových analytů. Jako optimální postup přečištění byla zvolena kombinace vymražení extraktů a jejich následné přečištění pomocí PSA a CaCl2. Optimalizovaná metoda byla validována na dvou koncentračních hladinách pro zelený čaj.


Vliv mikrořas v krmivu pro nosnice na profil nutričně významných látek ve vejcích Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kateřina Zemanová M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Milena Zachariášová, Ph.D.; Ing. Hana Chmelařová

Mikrořasy jsou fotosyntetizující organismy, které jsou bohaté na některé chemické sloučeniny např. polynenasycené mastné kyseliny, steroly, vitamíny, pigmenty a minerální látky. V současné době existuje celá řada komerčních aplikací mikrořas. Jednou z nich je použití mikrořas ke zvýšení nutriční hodnoty krmiv a jako samotných nutraceutik. Řasy obsahují mimo jiné pigmenty karotenoidy uplatňující se při udržení správné funkce fotosyntetických systémů. Za dobrý zdroj karotenoidů jsou považována vejce. Je známo, že výsledné vaječné složení lze ovlivnit typem a složením krmiva nosnic. Z tohoto důvodu by se záměrným přidáváním mikrořas do krmiv mohly produkovat vejce s vyšším obsahem karotenoidů. Cílem této práce bylo analyzovat obsah karotenoidů metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie ve spojení s detektorem diodového pole (HPLC–DAD) ve vaječných žloutcích pocházející od nosnic krmených krmivy obohacenými různými druhy mikrořas. Dále byla provedena analýza lipidomického profilu technikou ultra-účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysokorozlišovací tandemovou hmotnostní spektrometrií (UHPLC–HRMS/MS) ve vybraných vzorcích vaječných žloutků. Byl prokázán významný vliv přídavku řas do krmiva jak na obsah karotenoidů tak na lipidomický profil žloutků.


Chemie a analýza potravin C (přednášková) B31, 9:00

Sekce: Komise: Předseda: Členové: Studenti:

Sekce:

prof. Ing. Vladimír Kocourek, CSc. Ing. Vojtěch Hrbek Ing. Milena Zachariášová, Ph.D. Bc. Karolina Bazalková Bc. Eva Forejtová Bc. Šárka Hubálková Ondřej Krupa Bc. Lucie Matějková Bc. Jana Pekárková Bc. Michaela Škopíková Bc. Michalea Vrobelová

Chemie a analýza potravin C

Toustový chléb jako významný zdroj esterů 3-MCPD a glycidolu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Karolina Bazalková M2 Ústav analýzy potravin a výživy prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc., Ing. Beverly Bělková

Estery 3-monochlorpropandiolu (3-MCPD) a glycidolu (GE) s mastnými kyselinami se řadí mezi procesní kontaminanty, jejichž dietární příjem, jak ukázaly rozsáhlé toxikologické výzkumy, může být pro konzumenty za určitých okolností riziko. 3-MCPD a GE vznikají v tepelně ošetřených potravinách, především v tucích a olejích během procesu jejich rafinace. Z těchto surovin se pak mohou dále přenášet do produktů, pro jejichž výrobu byly použity. Další tepelné zpracování, jako je tomu například v případě pekařských výrobků může vést k dalšímu nárůstu těchto procesních kontaminantů. Cílem této studie bylo objasnit dynamiku vzniku esterů 3-MCPD a glycidolu během tepelného zpracování toustového chleba (v podobě pečeného a toustovaného chleba), kdy v případě toustovaného chleba vznikalo až dvojnásobné množství esterů 3-MCPD. Sledován byl vliv různých receptur na vznik esterů 3-MCPD a glycidolu, lišících se v obsahu přídavku NaCl a přídavku komerčního emulgátoru na bázi lecitinu, který měl na vznik významný vliv. Při koncentraci lecitinu 0,5 a 1% byl obsah esterů 3-MCPD až 10x vyšší než u chleba pečeného. Sledován byl i vliv redukčních sloučenin L-cysteinu a glutationu, které mohou jejich vznik naopak snížit a to se v koncentraci 0,05% potvrdilo u obou těchto sloučenin.


Metabolismus mykotoxinů v prostředí mikroflóry gastrointestinálního traktu přežvýkavců Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Eva Forejtová M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Milena Zachariášová, Ph.D., Ing. Zbyněk Džuman

Mykotoxiny, toxické sekundární metabolity vláknitých mikromycet, mohou kontaminovat široké spektrum potravin a krmiv. Konzumenti mohou být mykotoxinové kontaminaci vystaveni i nepřímo, a to po přechodu mykotoxinů společně s jejich metabolity do konečných produktů živočišného původu, které jsou následně určeny k lidské spotřebě. Co se týče transformace mykotoxinů, konkrétně přežvýkavci jsou schopni některé mykotoxiny efektivně transformovat vzhledem k přítomnosti bachorové mikroflóry. Přítomnost mikroorganismů v gastrointestinálním traktu polygastrických zvířat může mít na některé mykotoxiny detoxikační vliv. Tato práce je zaměřena především na změny obsahu mykotoxinů přítomných v ječmeni jarním a produktech in vitro kultivace s bachorovými tekutinami přežvýkavců. Celkem bylo analyzováno 38 přirozeně kontaminovaných i uměle infikovaných vzorků ječmene jarního a 76 produktů in vitro kultivace. Extrakční postup byl založen na optimalizovaném přístupu QuEChERS a pro následné stanovení širokého spektra mykotoxinů byla použita technika ultra-účinné kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UHPLC– MS/MS).

Polycyklické aromatické uhlovodíky v potravinách: zhodnocení dietární expozice v ČR Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Šárka Hubálková M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jana Pulkrabová, Ph.D.

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) jsou všudypřítomné kontaminanty životního prostředí. Člověk může být vystaven těmto látkám několika různými cestami, jedním z nejdůležitějších zdrojů PAU pro člověka jsou však potraviny. Sledování těchto látek je důležité vzhledem k možným zdravotním rizikům, která mohou s jejich výskytem souviset, některé PAU byly klasifikovány jako potenciálně genotoxické a karcinogenní pro člověka. Cílem této práce bylo stanovení 24 PAU, zahrnujících 16 EPA a 15+1 EU prioritních PAU, ve vzorcích celodenní stravy nastávajících matek pocházejících ze dvou lokalit České republiky s různou úrovní kontaminace ovzduší (Karviná a České Budějovice). Sledované látky byly ze vzorku izolovány ethylacetátem pomocí modifikované metody QuEChERS, po které následovalo přečištění extraktu na sloupci silikagelu. Separace, identifikace a kvantifikace 24 PAU byla provedena pomocí plynové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (GC–MS/MS). Obsah 24 PAU ve vzorcích celodenní stravy matek se pohyboval v průměru mezi 0,98 a 9,27 μg/kg. Obsah osmi potenciálně genotoxických a karcinogenních PAU se pohyboval v průměru od 0,03 do 0,60 μg/kg. Celkový denní příjem těchto osmi PAU byl odhadnut pro jednotlivé matky na 0,05 až 0,94 μg/den.


Rezidua pesticidů v citrusových nápojích Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Ondřej Krupa B3 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Marie Suchanová, Ph.D.

Konzumace citrusových plodů je velmi oblíbená a ze zdravotního hlediska i vysoce prospěšná, a to především díky přirozenému výskytu vitamínu C a flavonoidů – významných antioxidantů. Kůra citrusů je však ošetřována pesticidními prostředky, které sice slouží k ochraně potravin před škůdci, ale mohou mít i neblahý vliv na zdraví člověka. Cílem této práce bylo testování možnosti odstranění reziduí pesticidů z citrusových plodů (limetek) omýváním vlažnou vodou, sledování dynamiky přestupu detekovaných pesticidů z limetek do výluhů připravených z alkoholu (simulace mojita) a z vody. A na závěr byly na přítomnost reziduí pesticidů otestovány i komerčně dostupné čerstvě vymačkané ovocné šťávy, tzv. fresh juice. Ovocné šťávy a plody limetek byly zpracovány extrakční metodou QuEChERS. Výluhy limetek do alkoholu/vody byly analyzovány přímo, bez extrakce. Identifikace a kvantifikace reziduí pesticidů byla provedena metodou ultra účinné kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií (UHPLC–MS/MS). Testované vzorky byly vyšetřeny na přítomnost více než 300 reziduí pesticidů, přičemž z celkem 16 detekovaných se nejčastěji vyskytoval imazalil – fungicid, který je využíván k posklizňovému ošetření.

Testování biologické aktivity surovinových zdrojů pro výrobu potravních doplňků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Matějková M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Milena Zachariášová, Ph.D.

Řasy vykazují vysoký stupeň biodiverzity a jsou považovány za jeden z nejslibnějších zdrojů pro nové potravinářské výrobky a aplikace. Na řasy bylo pohlíženo především jako na alternativní zdroj bílkovin, a to z důvodu rychlého nárůstu světové populace. Řasy však mají i celou řadu dalších unikátních biochemických vlastností. Z hlediska biologicky aktivních látek patří mezi velmi zajímavou a slibnou oblast inhibitory enzymových aktivit hydrolas a oxidoreduktas, které by mohly ovlivnit řadu onemocnění a v budoucnu by mohly být použity jak v lékařství, tak i v potravinářství jako doplňky stravy. Cílem této práce bylo vybrat pomocí sady screeningových testů nejvhodnější kmeny mikrořas s významnou inhibiční aktivitou vůči elastase, kolagenase, α-glukosidase a tyrosinase, což bylo doplněno i o informaci, který z následných extraktů je pro daný účel nejzajímavější (odstupňováno podle polarity extrahovaných látek). Vzorky byly měřeny pomocí spektrofotometrického readeru, který umožňuje čtení 6- až 384-jamkových mikrotitračních destiček v rozmezí vlnových délek 200 – 999 nm.


Biologicky aktivní látky s psychotropním účinkem Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Pekárková M2 Biotechnologie léčiv doc. Dr. Ing. Věra Schulzová, Ing. Hana Chmelařová

Zneužívání zakázaných psychotropních látek (neboli drog) je stále velmi aktuální téma. Vzhledem ke zdravotním a ekonomickým důsledkům drogové závislosti je v rozvinutých zemích podporována její prevence a potírání. Mezi významné zdroje informací o drogách patří analýza zachycených vzorků, ze které lze zjistit např. zeměpisný původ látek s rostlinným původem, výrobní proces nebo společný původ zachycených vzorků. V experimentální práci jsem se věnovala třem často zneužívaným drogám, a to kokainu, heroinu a metamfetaminu. Zachycené vzorky těchto drog byly analyzovány metodou UHPLC–MS, kdy bylo touto metodu zkoumáno složení vzorků. Ve vzorcích byly identifikovány kromě aktivních složek některé nečistoty a příměsi drog. Výsledky této analýzy byly též použity k určení podobnosti vzorků (pomocí analýzy hlavních komponent). Dále byla UHPLC–MS metoda použita ke stanovení obsahu drog ve vzorcích – pro tuto analýzu byla metoda validována.

Vliv skladování na stabilitu biologicky aktivních látek šípků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Škopíková M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Věra Schulzová, Ing. Hana Chmelařová

Plody růže šípkové (Rosa Canina) a výrobky z nich jsou pro svůj vysoký obsah kyseliny askorbové (vitaminu C) již od pradávna využívány jak v tradičním lékařství, tak i jako druh potravinových doplňků. Šípky obsahují značné množství některých minerálů, fenolických sloučenin i dalších vitaminů. Jsou známy pro svoji schopnost posílení obranných mechanismů organismu proti infekcím a nachlazení. Při výrobě či skladování produktů na bázi šípků dochází ke změně obsahu mnohých důležitých látek, které se v šípcích přirozeně vyskytují. Byla sledována stabilita vybraných skupin látek obsažených v šípkových doplňcích stravy. Ke stanovení obsahu karotenoidů a vitaminu C byla využita metoda vysoko účinné kapalinové chromatografie ve spojení s detektorem diodového pole, resp. FLD detektorem pro stanovení tokoferolů. Pro stanovení flavonoidů a triterpenických kyselin pak byla využita metoda ultra účinné kapalinové chromatografie ve spojení s vysoko rozlišovací hmotnostní detekcí (UHPLC–HRMS). Obsah téměř všech sledovaných analytů se s prodlužující dobou skladování výrazně snižoval.


Stanovení biologicky aktivních látek česneku Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Vrobelová M1 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Vojtěch Hrbek

Česnek je velmi ceněnou zeleninou díky relativně vysokému obsahu biologicky aktivních látek s pozitivními účinky na lidské zdraví. Významný je především obsah sirných aminokyselin – Salk(en)yl-L-cysteinsulfoxidů (ACSO) a dalších látek s antioxidačními vlastnostmi, např. polyfenolů či sloučenin selenu. V rámci této studie byly analyzovány různé odrůdy česneku pěstované na několika lokalitách České republiky. Sledován byl obsah biologicky aktivních látek (zejména ACSO) v různých vývojových fázích, od zrání až po česnek určitou dobu skladovaný. Porovnány byly dva druhy skladování – s natí a bez natě. Dále byl zjišťován obsah organicky vázaného selenu ve vzorcích česneku, na které byla v průběhu vegetace aplikována hnojiva s obsahem tohoto prvku. Pro analýzu ACSO a organických sloučenin selenu byla použita technika vysokoúčinné kapalinové chromatografie s tandemovým hmotnostním detektorem. Stanovení polyfenolů a celkové antioxidační aktivity bylo provedeno pomocí spektrofotometrické metody s využitím činidla Folin-Ciocalteu, resp. 2,2-difenyl-1-pikrylhydrazylu (DPPH). Pro korekci výsledků byla také stanovována sušina česneku.


Chemie a analýza potravin D (přednášková) B06, 9:00

Sekce: Komise: Předseda: Členové: Studenti:

Sekce:

doc. Ing. Jan Pánek, CSc. doc. Dr. Ing. Karel Cejpek doc. Dr. Ing. Zdenka Panovská Bc. Štěpán Czornyj Bc. Petra Daťková Bc. Jana Junghansová Bc. Pavlína Knitlová Bc. Denisa Koštejnová Bc. Anna Valeková Bc. Kamila Karolína Vejdovská

Chemie a analýza potravin D

Obsah tokoferolů ve smažených potravinách Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Štěpán Czornyj M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Jakub Fišnar

Vitamin E je nejvýznamnější lipofilní antioxidant in vivo a jeho dostatečný příjem je důležitý v prevenci vzniku a rozvoje kardiovaskulárních chorob. Nejvýznamnějším zdrojem vitaminu E jsou v běžné stravě hlavně rostlinné oleje. Během kulinárního zpracování potravin (především při smažení) však dochází k významným ztrátám tokoferolů a smažené potraviny, které jsou významným zdrojem tuku v dietě, nemusí dokonce obsahovat žádný vitamin E. V literatuře je nedostatek informací o obsahu vitaminu E v komerčně připravovaných smažených potravinách, proto bylo cílem této práce studium obsahu vitaminu E (tokoferolů) ve vybraných smažených potravinách. Z běžné tržní sítě a stravovacích služeb bylo analyzováno několik vzorků hranolků a bramborových lupínků a na základě získaných výsledků bude diskutován příjem vitaminu E v typické porci těchto potravin.


Vnímání trpkosti v základních chuťových roztocích Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Petra Daťková M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Zdeňka Panovská

Trpká chuť je vlastností, které si u potravin všímáme čím dál tím více, hlavně v souvislosti s příjemností přijímané potravy. V senzorické analýze je často zmiňována vedle základních chutí, jakými jsou hořká či kyselá. Je chutí, kterou se zabývají odborníci věnující se enologii či výživoví poradci, dále je ovšem zkoumána i u mnoha oblíbených a hojně konzumovaných potravin. Právě v oblasti enologie je tato chuť jednou ze stěžejních vlastností, na kterou se klade velký důraz. Vzhledem k vlastnostem látek, které se na trpké chuti podílejí, je senzorické zkoumání této chuti problematické. K látkám, které trpkou chuť způsobují, patří především polyfenoly, dále pak soli kovů či alkoholy. Prezentovaná práce se zaměřila na vnímání trpké chuti, především ve vodných roztocích. Trojúhelníkovou zkouškou byly zkoumány různé koncentrace vodného roztoku taninu a vodných roztoků základních chutí. Za použití nestrukturovaných stupnic bylo porovnáváno, jak velké byly rozdíly mezi vzorky a jak těžký byl výběr odlišného vzorku. V neposlední řadě byl rovněž zkoumán a srovnáván časový profil intenzity a příjemnosti trpkosti.

Obsah askorbové kyseliny a antioxidační aktivita vybraných výrobků z ovoce Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Junghansová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Jan Pánek, CSc.

Práce je zaměřena na hodnocení antioxidační aktivity a na stanovení obsahu askorbové kyseliny ve vybraných nápojích na bázi jádrového a bobulového ovoce. Pro hodnocení antioxidační aktivity byly použity tři rutinní metody: Metoda zhášení stabilního radikálu DPPH, metoda hodnocení redukční aktivity FRAP a metoda pro stanovení celkového obsahu fenolů podle Folina-Ciocalteua (TPC). Každá z metod stanovuje jiný parametr, a proto výsledky nejsou porovnatelné. Obsah askorbové kyseliny byl stanoven HPLC v reverzní fázi (kolona RP C18 250 x 4,6 mm; 5 µm) s UV detekcí při vlnové délce 254 nm. Pro kvantifikaci byla použita metoda kalibrační křivky. U této metody byly stanoveny pracovní charakteristiky opakovatelnost a výtěžnost. Jablečné džusy a nektary obsahovaly velmi malé množství askorbové kyseliny (většinou do 10 mg/l), nicméně antioxidační aktivitu je možno hodnotit jako velmi významnou. Je to zřejmě dáno poměrně vysokým obsahem fenolických sloučenin, které většinou jsou jako antioxidanty velmi aktivní.


Sledování změn redukční síly antioxidantů elektrochemickými metodami Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Pavlína Knitlová M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Karel Cejpek

Maillardova reakce je jedním z nejdůležitějších procesů probíhajících při skladování a zpracování potravin. Jedním z projevů této reakce je vznik silnějších redukčních činidel a pokles redoxního potenciálu. Vliv přídavku fenolových kyselin na vývoj těchto parametrů během záhřevu reakčních systémů sacharidů a aminosloučenin nebyl dosud studován. Je ale doloženo, že fenolové kyseliny svými vlastnostmi významně ovlivňují průběh Maillardovy reakce v potravinách, potlačují např. vznik sloučenin zodpovědných za tvorbu aroma. Cílem experimentu bylo zjistit, jaký je vztah mezi poklesem redoxního potenciálu během reakce směsí sacharid-aminokyselina a nárůstem jejich elektrochemické kapacity. Bylo zjištěno, že pokles redoxního potenciálu určeného potenciometricky dobře koreluje s nárůstem koncentrace elektrochemicky aktivních látek, zejména reduktonů, stanovených amperometricky. Dalším úkolem bylo zjistit, zda přídavek kyseliny kávové do reakčních systémů ovlivňuje pokles redoxního potenciálu. Tento přídavek vede nejprve k významnému snížení redoxního potenciálu, ale poté tato kyselina v průběhu zahřívání vstupuje do Maillardovy reakce tak, že se množství vznikajících redukujících látek snižuje. Kinetika transformace výchozích cukrů byla sledována s využitím metody HPLC–RID.

Využití programu STATISTICA v senzorické analýze Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Denisa Koštejnová M2 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Dr. Ing. Zdeňka Panovská, Ing. Vojtech Ilko

V senzorické analýze je statistické zpracování velkého množství dat velice důležité. Pozornost musí být věnována výběru vhodné statistické metody, protože na tom záleží, jaké informace z dat získáme. Cílem práce bylo ukázat různé možnosti využití statistických metod. Byly porovnány výsledky získané pomocí programu STATISTICA – konkrétně pomocí histogramů, faktorové a shlukové analýzy nebo analýzou hlavních komponent. Data pro vyhodnocení byla získána ze senzorického hodnocení grafickou profilovou zkouškou čtyř různých vzorků chleba. Zároveň byla pomocí sekvenční analýzy (ISO norma 16820 z roku 2011) porovnána citlivost hodnotitelů na odlišnou koncentraci vápníku a hořčíku ve vzorcích vody (voda destilovaná, měkká a tvrdá). Zavedení tohoto typu statistického zpracování dat pro rozdílové metody je žádoucí, jelikož umožňuje snížit počet analýz požadovaných pro hodnocení, což vede k úspoře času a peněz.


Chemická a senzorická analýza jablkových nápojov Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Valeková M2 Ústav analýzy potravin a výživy Ing. Vojtech Ilko

Dnešný trh s nápojmi ponúka veľké množstvo rozličných druhov produktov. Medzi jedny z najobľúbenejších sa radia jablkové šťavy a mušty. Ďalšími obľúbenými nápojmi sú ochutené nealkoholické nápoje. Jablková aróma obsahuje viac než 300 rôznych prchavých zlúčenín. Na popredné miesta medzi tieto zlúčeniny patria C5 kyseliny, alkoholy a estery. Jednými z nositeľov zelenej arómy jablka sú hexanal, (2E)-hex-2-enal (listový aldehyd), (3Z)hex-3-en-1-ol (listový alkohol), (2E)-hex-2-en-1-ol a odvodené estery. Kľúčovou zložkou arómy jabĺk je ethyl-2-methylbutyrát, avšak prítomné sú aj ďalšie butyráty a acetáty. Ďalšími z významných aromatických látok sú (E)-β-damascenon, 1-okten-3-on, methional a dimethyldisulfid. Cieľom práce bolo spraviť senzorické hodnotenie ochutených nealkoholických nápojov, a následne pomocou chemickej analýzy kvalifikovať hlavné markery jablkovej arómy. Senzorickú analýzu robil tridsaťčlenný panel pomocou metódy popisu. Na stanovenie profilu aromatických látok vo vzorkách bola použitá metóda HS– SPME–GC–MS, ktorou boli analyzované štyri druhy ochutených nealkoholických nápojov. Výsledky analýzy poukázali na rozdielne zastúpenie a obsah jednotlivých látok, ktoré mali vplyv na výsledné vnímanie chuti a vône pri senzorickej analýze. Druhá časť práce bola zameraná na chemickú a senzorickú analýzu jablkových muštov pred a po pasterizácií. Senzorickou analýzou boli pomocou ordinálnych neštruktúrovaných stupníc sledované zmeny intenzity a príjemnosti jablkovej vône.

Příjem smažených potravin Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Kamila Karolína Vejdovská M1 Ústav analýzy potravin a výživy doc. Ing. Zuzana Réblová, Ph.D.

V současnosti patří proces smažení mezi nejčastěji používané metody k přípravě pokrmů a smažené potraviny se těší velké oblibě po celém světě. Zvýšená konzumace těchto potravin však s sebou přináší určitá rizika. Jedná se například o zvýšený příjem tuku a soli a možný vyšší příjem trans- a nasycených mastných kyselin. Dále hrozí možný vyšší příjem látek vznikajících při procesu smažení, například akrylamidu, heterocyklických aminů či oxidačních produktů lipidů. V České republice, obdobně jako u ostatních postkomunistických zemí, jsou údaje o aktuální spotřebě smažených potravin nedostatečné, či zcela chybí. Cílem této práce proto bylo studovat příjem vybraných druhů smažených potravin (smažených bramborových hranolků a smažených bramborových lupínků a podobných snacků) u středoškolských studentů, a kvantifikovat některá výše uvedená rizika.



Sekce:


Soutěžící:

Sekce:

Technologie potravin I (přednášková) Knihovna ústavu 324, 9:00 prof. Ing. Petr Pipek, CSc. Ing. Lenka Votavová, Ph.D. Ing. Eva Šviráková, Ph.D. Bc. Petr Doležal (M2) Bc. Michaela Kozová (M2) Bc. Adam Skřivánek (M2) Bc. Anna Slezáková (M2) Bc. Marina Vakhrusheva (M2) Bc. Eva Vrácovská (M2) Bc. Barbora Zouzalová (M2)

Technologie potravin I (přednášková)

Bezpečnost obalů na bázi papíru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Petr Doležal M2 Ústav konzervace potravin Doc. Ing. Jaroslav Dobiáš, CSc.

Papír tvoří téměř 50 % světové spotřeby obalových materiálů. Jde o materiál, který je recyklovatelný, stálý a není zdraví škodlivý. V mnoha zemích jsou papírové obaly vhodné pro balení rychlého občerstvení, cukrovinek a podobně. Současná potřeba minimalizace množství světového odpadu vede k používání snadno recyklovatelných materiálů. Papíry a kartony, částečně nebo plně vyráběné z recyklovaných vláken, jsou již četně používány po celém světě. Recyklovaný papír je určen hlavně k přímému kontaktu se suchými potravinami jako mouka, cukr, sůl, rýže a těstoviny. Naopak vlhkost má přímý vliv na stabilitu papíru. Obalové materiály potravin na bázi recyklovaného papíru musí vyhovovat základním bezpečnostním požadavkům, aby byla minimalizována potenciální zdravotní rizika. V recyklovaném papíru se nachází rezidua celé řady sloučenin jako bělidla, zpevňující činidla a inkousty. Mnoho studií z posledních let jsou zaměřena na migraci chemikálií z papírového obalu do potraviny. Cílem této práce je vyhledat dostatek informací týkající se bezpečnosti obalů potravin na bázi papíru, které jsou v poslední době diskutovaným tématem vzhledem k nedostatku právních předpisů v platné legislativě, kde zdraví ohrožující skutečností je zejména migrace složek obalů do potraviny.



Předpoklady pro využití ozónu v potravinářství Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Michaela Kozová M2 Ústav konzervace potravin Dr. Ing. Miroslav Čeřovský

Rostoucí poptávka po minimálně opracovaných potravinách bez chemických konzervačních látek vede zpracovatele potravin k hledání možností, jak tohoto cíle dosáhnout. Vedle použití přírodních látek a preparátů s antimikrobní aktivitou je další možností využít látky, které proti mikroorganismům působí okamžitě, ale ve výsledném produktu se již neprojeví. V řadě studií je v těchto souvislostech věnována pozornost využití ozónu. Mimo jiné jsou popisovány účinky ozónu při zpracování zeleniny. Ve většině případů byl ozón schopen snížit mikrobiální kontaminaci povrchu zeleniny bez významnějšího zhoršení jejích nutričních vlastností. Cílem práce je vývoj metodiky umožňující popsat závislost antimikrobních účinků ozónu rozpuštěného ve vodě na jeho koncentraci a srovnat tyto účinky s působením již dříve studovaných antimikrobních látek.

Sekce:


Vliv sodných a draselných solí na chuť masných výrobků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Adam Skřivánek M2 Konzervace potravin prof. Petr Pipek Ing. CSc.

Masné výrobky patří mezi nedílnou součást běžné stravy. Sůl aplikovaná při jejich výrobě má zásadní vliv na stabilitu díla a jejich senzorickou kvalitu, a to jak z hlediska chuti, tak textury. Pomáhá také zvyšovat celkovou údržnost výrobku snížením aktivity vody a vytvářením podmínek méně příznivých pro rozvoj mikroorganismů. Povědomí o negativním vlivu sodíku v potravinách se stále více rozšiřuje i mezi běžné konzumenty, proto se do popředí dostává tendence snižovat obsah sodných iontů v potravinách. Látka či směs látek, nahrazující chlorid sodný, však musí být plně schopny uspokojit senzorické nároky zákazníka, dostatečně zajišťovat údržnost produktu, stabilizovat dílo a přitom snížit obsah sodných iontů. Cílem této práce je zjistit vliv přídavku draselných solí na senzorické vlastnosti výrobků, a tedy zhodnotit jejich potenciální využití jako náhrady chloridu sodného ze senzorického hlediska.



Možnosti optimalizace systémů balení potravin v modifikované atmosféře Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Anna Slezáková M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Jaroslav Dobiáš, CSc.; Ing. Lukáš Vápenka

Principem systémů balení v modifikované atmosféře je úprava atmosféry v obalu, jejíž složení se poté liší od složení vzduchu. Balení tohoto typu umožňují prodloužit skladovatelnost baleného výrobku v důsledku omezení oxidačních dějů a růstu nežádoucích forem mikroorganismů. Významnou skupinu potravin v současnosti balených tímto způsobem představují balené porcované sýry. Cílem práce je podat přehled o současném stavu názorů na použití systému balení v modifikované atmosféře při balení sýrů, popis současného stavu v České republice a nástin možností optimalizace balení sýrů s ohledem na volbu obalového materiálu a složení atmosféry v balení.

Sekce:


Optimalizace výroby zeleninových výrobků Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Marina Vakhrusheva M2 Ústav konzervace potravin Ing. Jan Pivoňka, Ph.D.

Brambory jsou důležitou potravinou, průmyslovou surovinou a významnou zemědělskou plodinou s vysokou výnosovou schopností a příznivým působením v osevním postupu. Spotřeba konzumních brambor na obyvatele a rok se v ČR pohybuje kolem 80kg, z toho asi 15% se zpracovává na potravinářské výrobky. Ve vyspělých evropských zemích je spotřeba konzumních brambor přibližně stejná, ovšem na potravinářské výrobky připadá 30 – 50% jejich produkce. Lze toho docílit optimalizací a použitím nových způsobů zpracovaní brambor. Výběr postupu nebo metod zpracovaní záleží na počáteční surovině (jejich vlastnostech a kvalitě) a na požadavcích, vztažených k finálnímu výrobku (mikrobiální a chemická bezpečnost, textura, obsah nutričních látek). Cílem práce bylo zhodnotit a shrnout možnosti zpracování brambor a navrhnout možnosti optimalizace výroby výrobků na bázi brambor.



Faktory ovlivňující pěnění medu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Eva Vrácovská M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.; Ing. Vojtěch Kružík

Medem se rozumí potravina přírodního sacharidového charakteru, složená převážně z glukózy, fruktózy, vody, organických kyselin, enzymů a pylových částic. Med slouží jako sladidlo, významné jsou však i jeho léčivé účinky. Nežádoucí vlastností medu během průmyslového zpracování je jeho nadměrné pěnění. Cílem naší práce bylo a) na základě znalosti fyzikálního a chemického složení medu zhodnotit faktory ovlivňující pěnění, b) doporučit výrobci preventivní kroky, případně navrhnout optimální podmínky zpracování medu vedoucí k eliminaci pěnění. Pokud je pěna v/na medu chápana jako disperze plynu v medu a stabilizována směsí bílkovin, pylových částic a různých nečistot, je za vytvoření této pěny zodpovědná vedle přítomnosti výše uvedených stabilizátorů především viskozita a povrchové napětí medu, přičemž oba tyto faktory jsou funkcí teploty. K eliminaci pěny slouží filtrace medu, která je legislativně povolená, či zvýšení teploty medu, přičemž musí být brán ohled na možný vznik hydroxymethylfurfuralu (5-hydroxymethyl-fural-2-karbaldehydu).

Sekce:


Metody stanovení štiplavosti křenu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Barbora Zouzalová M1 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D.; Ing. Vojtěch Kružík

Typické aroma a pálivá chuť křenu selského (Aromacia rusticana, čeleď Brassicaceae) vzniká během mechanického porušení pletiva; strouháním či krájením se uvolňuje enzym myrosinasa (EC 3.2.1.147), který hydrolyzuje přítomné glukosinoláty. Z celkové sumy glukosinolátů tvoří přibližně 80 % sinigrin, ze kterého působením myrosinasy vzniká allylisothiokyanát, látka odpovědná za charakteristické senzorické vlastnosti křenu. Pro hodnocení štiplavosti křenu se v praxi nejčastěji využívají dvě techniky: a) senzorická analýza, jejíž hlavní nevýhodou je rychlé otupení chuťových a čichových buněk během testování; b) plynová chromatografie zaměřená na stanovení jednotlivých isothiokyanátů, což je však pro provozní využití poměrně instrumentálně a finančně náročná technika. Cílem projektu bylo navrhnout a ověřit jiný postup kontroly štiplavosti vstupní suroviny ve výrobním podniku. Pozornost byla zaměřena především na spektrofotometrické a titrační metody kvantifikace vybraných degradačních produktů přítomných glukosinolátů.


Sekce:


Soutěžící:

Sekce:

Technologie potravin II (přednášková) Učebna B12, 9:00 doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D. Ing. Aleš Rajchl, Ph.D. Ing. Václav Pohůnek Bc. Anna Haubeltová (M2) Bc. Hana Helísková (M2) Bc. Simona Kavková (M1) Mgr. Petra Kořínková (M2) Bc. Irena Kulišanová (M2) Bc. Jana Pospíšilová (M2) Bc. Martina Toncarová (M2) Technologie potravin II (přednášková)

Charakteristické znaky a metody kontroly výrobků z borůvek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Anna Haubeltová M2 Ústav konzervace potravin doc. Ing. Helena Čížková, Ph.D., Ing. Eva Neradová

Borůvky jsou jedním z nejvíce pěstovaných druhů bobulí. Díky pozitivním účinkům na lidské zdraví se trh s jak čerstvými, tak se zpracovanými borůvkami značně rozšiřuje. Borůvky lze rozdělit na 2 hlavní kategorie, a to brusnici borůvku, neboli borůvku lesní, a brusnici borůvku hroznovitou, neboli borůvku kanadskou. Z důvodu, že borůvky nejsou zahrnuty v AIJN Code of Practice (Association of the Industry of Juices and Nectars from Fruits and Vegetables of the European Union), je cílem této práce charakterizovat jejich základní složky (tj. změřit u nich vybrané analytické parametry a posoudit jejich přirozenou variabilitu), které by následně mohly sloužit k hodnocení autenticity výrobků z borůvek. U celkem 15 vzorků čerstvých a zmrazených borůvek byly změřeny tyto parametry: refraktometrická sušina, formolové číslo, titrační kyselost, profil sacharidů, profil kyselin a minerální látky (celkové, K, Mg, P a Ca). Tato práce bude pokračovat analýzou komerčně vyrobených borůvkových džemů s následným porovnáním hodnot.


Technologie potravin II (přednášková)

Možnosti a omezení plynové chromatografie s olfaktometrickým detektorem pro hodnocení kvality potravin Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Hana Helísková M2 Ústav konzervace potravin Ing. Adéla Grégrová

Komplexní směsi těkavých látek ovlivňují kvalitu potravin a hrají klíčovou roli při utváření organoleptických vlastností potravinářských výrobků. Jako silný nástroj je pro přímou identifikaci klíčových těkavých látek v potravinách využívána plynová chromatografie s olfaktometrickým detektorem (GC-O) ve spojení s hmotnostním spektrometrem. Eluované látky jsou zaznamenávány současně dvěma detektory. Jelikož je olfaktometrický detektor tvořen vývodem se zvláštním typem nástavce, k němuž je přiložen nos znalce, je možné díky GC-O současně získat jak kvalitativní a kvantitativní data, tak popis senzorického vnímání lidským čichovým receptorem. Důležitými faktory pro aplikaci této techniky a pro správnou interpretaci výsledků jsou metody výběru hodnotitelů jako lidského detektoru a způsob jejich proškolení. Nevýhodou je však zejména u komplexních směsí problematické přiřazení eluované těkavé látky z chromatogramu k získanému senzorickému vjemu. Tato technika bývá aplikována nejen v oblasti potravinářství, ale také v oblastech životního prostředí, zdravotnictví a materiálů. Cílem předkládané teoretické práce bylo komplexní posouzení a shromáždění dostupných informací o unikátním přístroji, tj. plynovém chromatografu s olfaktometrickým detektorem, jehož nákup je na našem pracovišti naplánován.

Sekce:


Biogenní aminy v potravinách Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Simona Kavková M1 Ústav konzervace potravin prof. Ing. František Kvasnička, CSc.

Biogenní aminy (BA) jsou látky, které mohou způsobit onemocnění konzumenta po požití určitých poživatin. V nefermentovaných potravinách vznikají působením hnilobných bakterií a ve fermentovaných působením některých bakterií mléčného kvašení, jejichž enzymy dekarboxylasy odštěpují karboxylovou skupinu z aminokyselin. Tímto způsobem vzniká především histamin z histidinu, tryptamin z tryptofanu, kadaverin z lysinu, agmatin z argininu, fenylethylamin z fenylalaninu a tyramin z tyrosinu. Putrescin vzniká buď přímo z ornitinu nebo nepřímo přes amin agmatin. Zdravotně nejzávažnější je histamin, tyramin a fenylethylamin. Histamin snižuje krevní tlak a má psychoaktivní účinky. Otrava histaminem má podobné projevy jako alergie na některé potraviny. Mezi zdroj BA z nefermentovaných potravin jsou nejzávažnější makrelovité a sleďovité ryby. Z fermentovaných potravin to jsou hlavně sýry zrající pod mazem, sýry poloměkké a plísňové. Dále fermentované masné výrobky, fermentované výrobky ze sóji, kvašené zelí, pivo a víno. Jelikož obsah BA souvisí s kvalitou potravin, cílem mé experimentální části bylo stanovit histamin v rybách za různých skladovacích podmínek pomocí metody kapilární elektroforézy.



Optimalizace výroby minimálně opracovaných výrobků z ovoce a zeleniny Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Mgr. Petra Kořínková M2 Ústav konzervace potravin Ing. Rudolf Ševčík, Ph.D.

Minimálně upravené čerstvé ovoce, zelenina a čerstvé ovocné a zeleninové saláty jsou produkty, které si při minimálním konzervačním zákroku zachovávají vlastnosti čerstvého ovoce a čerstvé zeleniny. Ovoce a zelenina je při výrobě těchto produktů podrobena důkladnému čištění a praní a zpracována pomocí jedné nebo několika vhodných mechanických operací. Pro zvýšení stability výrobku se využívá mírného konzervačního zákroku spočívajícího např. v minimální tepelné úpravě, regulaci pH, užití dezinfekčního prostředku pro praní zeleniny nebo praní v roztoku antioxidantů. Po tomto minimálním mikrobicidním ošetření následuje balení a zachlazení produktu. Následně musí být produkt skladován, distribuován a až do spotřeby při snížené teplotě. Pro zachování vysoké senzorické a nutriční kvality a mikrobiální bezpečnosti je důležité především nastavení parametrů minimálního konzervačního zákroku, dodržování chladírenského řetězce a dodržení technologické a hygienické kázně během celého výrobního procesu a distribuce až ke konečnému spotřebiteli. Hlavní cílem práce je výběr vhodného způsobu ošetření ovoce a zeleniny, tak aby mikrobiální kontaminace suroviny byla snížena na minimum. V rámci práce byly hodnoceny postupy praní zeleniny v pitné vodě a roztocích oxidu chloričitého a roztocích organických kyselin.

Sekce:


Měření šetrnosti rozmrazování ovoce pro výrobu ovocných pomazánek Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Irena Kulišanová M2 Ústav konzervace potravin Ing. Rudolf Ševčík, Ph.D.

Ovocné pomazánky je souhrnný název pro marmelády, džemy a podobné výrobky. Principem úchovy u těchto výrobků je snížení obsahu vody dostupné pro mikroorganismy zvýšením sušiny (přídavkem cukru nebo odpařením části vody) a převedení do rosolovité konzistence. Klasické ovocné pomazánky s obsahem cukru 60–65 % jsou samoúdržné díky nízké aktivitě vody. Aby mohla výroba ovocných pomazánek probíhat během celého roku, používá se k jejich přípravě zmrazené ovoce. Proces rozmrazování může mít však negativní dopad nejen na senzorické vlastnosti ovoce, ale i na jeho nutriční složení, a to vlivem probíhající oxidace a ztrátou ve vodě rozpustných látek vytékajících spolu se šťávou, která se při rozmrazování z ovoce uvolňuje. Jahody jsou poměrně bohatým zdrojem vitamínu C, jehož obsah se pohybuje kolem 40 – 70 mg/100 g čerstvých jahod. Na základě sledování degradace tohoto důležitého antioxidantu pomocí HPLC-UV před a po rozmrazování jahod, a to třemi různými způsoby: při pokojové teplotě, v lednici a v polystyrenovém boxu; byla hodnocena šetrnost použitého typu rozmrazování.

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta potravinářské a biochemické technologie SVK 2014 Technologie potravin II (přednášková)

Sekce:

Bezpečnost obalů potravin na bázi papíru Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jana Pospíšilová M2 Ústav konzervace potravin Ing. Lenka Votavová, Ph.D.; Ing. Lukáš Vápenka

Papír je tradičně využívaným obalovým materiálem pro potraviny. Aplikace prostého papíru je omezena na potraviny s nižší aktivitou vody, pro ostatní výrobky je nutné použít papír zušlechtěný vhodnou impregnací zlepšující jeho funkční vlastnosti – bariérové parametry, odolnost proti vodě či tukům a možnost tepelného sváření. V papíru je obecně velké množství chemických látek, které se mohou uvolňovat do balené potraviny a přispívat tak k zátěži organismu. Hlavními zdroji rizik jsou zejména aplikace recyklovaného papíru, používání přísad zlepšujících funkční vlastnosti papíru a pronikání složek tiskových barev. V této souvislosti jsou velmi důležité testy monitorující úroveň migrace složek obalu (např. dibenzo-p-dioxinů, benzofenonů, 2- fenylfenolu, diakrylátů, ftalátů, minerálních olejů nebo těžkých kovů) do balené potraviny. Pro identifikaci a stanovení migrujících látek se běžně používají metody plynové a kapalinové chromatografie či spektroskopie. Cílem práce je ověřit možnosti relativně nové metody DART-TOF-MS při identifikaci vybraných kontaminantů v obalových materiálech na bázi papíru.


Sekce:

Vývoj nových potravin na bázi vedlejších produktů potravinářského průmyslu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Martina Toncarová M2 Ústav konzervace potravin Ing. Aleš Rajchl, Ph.D.

Vedlejší produkty z ovoce či zeleniny jsou významným zdrojem vlákniny, minerálních látek, sacharidů, organických kyselin a fenolů. Nejčastěji jsou tyto produkty získávány při loupání, pasírování a dalších procesech zpracování. Vzniklé množství vedlejších produktů může u některých druhů ovoce představovat více než 40 % z celkové suroviny. Využití a likvidace potravinářských odpadů je velmi obtížné, protože jsou náchylné k mikrobiálnímu rozkladu. Vedlejší produkty se používají především ke krmení, kompostování a také například k výrobě bioplynu. Nicméně jedním ze současných trendů je využití vedlejších produktů jako vhodného zdroje k dalšímu zpracování v potravinářském průmyslu. Cílem práce je charakterizace vybraných vedlejších produktů, vzniklých při zpracování ovoce v podmínkách závodu Lady Marmelade, s.r.o. U vedlejších produktů byly stanoveny následující markery: sušina, refraktometrická sušina, obsah cukrů (fruktosa, glukosa, sacharosa, sorbitol), kyselin (kyselina jablečná, kyselina citrónová) minerálních látek (K, Ca, Mg) a popela. Bylo prokázáno, že vedlejší produkty mohou být vhodnou surovinou pro výrobu nových potravin.



Chemie přírodních látek I (posterová) Posluchárna B02, 9:00


Studenti:

Kniežo Ladislav, doc. Ing. CSc. Ledvina Miroslav, RNDr. CSc. Šimák Ondřej, Ing. Ph.D. Bc. Lucie Čechová Bc. Lenka Erhartová Bc. Jan Choutka Dorota Konvalinková Bc. Lenka Koutová Bc. Zülal Özdemir

Ladislava Rýdlová

Separace a charakterizace rotamerů 5-nitrosopyrimidinů stabilizovaných intramolekulárními vodíkovými vazbami Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lucie Čechová M2 Ústav chemie přírodních látek prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc., Ing. Zlatko Janeba, CSc.

Tvorba pevných vodíkových vazeb je jednou z důležitých vlastností biologicky aktivních látek. Intramolekulární vodíkové vazby jsou např. zásadní pro tvorbu trojrozměrných struktur makromolekul (proteinů, nukleových kyselin) a také mají značný vliv na fyzikálně-chemické vlastnosti malých organických molekul. Stabilní intramolekulární vodíkové vazby jsou často pozorovány u planárních molekul schopných tvořit šestičlenný kruh a obsahujících sp2 hybridizovaný atom (např. amidy). V naší studii byly připraveny nové polysubstituované 5-nitrosopyrimidiny, které mohou tvořit dva různé rotamery (A a B) díky pevným intramolekulárním vodíkovým vazbám. Tyto rotamery se podařilo rozdělit standardní chromatografií na silikagelu za laboratorní teploty a plně charakterizovat pomocí analytických metod (především NMR).


Příprava nových glykoklastrů za využití Pd-katalyzované reakce Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lenka Erhartová M2 Chemie přírodních látek Ing. Kamil Parkan, Ph.D

Významnou roli v biologických procesech, jako je buněčná komunikace, rakovinné bujení, záněty nebo bakteriální infekce, hraje interakce sacharid-lektin. V přírodě se zejména uplatňuje tzv. multivalentní efekt prostřednictvím polyvalentních interakcí s více kopiemi sacharidových epitopů s lektiny.1 Nejdůležitější funkcí sacharidů v glykoklastrech je jejich účast v řadě fyziologických a patologických procesů, kde slouží jako rozpoznávací markery. Naše práce je zaměřena na přípravu těchto jednoduchých glykoklastrů vázaný přímo C-C vazbou na vhodná calix[4]arenová jádra za využití nového originálního Pd-katalyzovaného přístupu. Syntéza vychází z pinakol boronátů I, který lze snadno získat z komerčně dostupného D-glukalu a D-galaktalu. Následnou Suzukiho reakcí s příslušnými jodidy popř. dijodidy supramolekulárních látek II jsme získali doposavad příslušné glykokonjugáty III. Následné odstranění chránících skupin vedlo k zajímavým glykoklastrům IV.

1

Galante, E., et al.: Tetrahedon 2011, 67/5902-5912.

Příprava (1→2)-C-disacharidů pomocí Suzukiho-Miyauriho reakce Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Jan Choutka M2 Ústav chemie přírodních látek Ing. Kamil Parkan, PhD

Byl nalezen nový způsob přípravy (1→2)-vázaných C-disacharidů, které představují hydrolyticky stabilní C-analoga přírodních disacharidů. Klíčovým krokem této syntézy byla Ni-katalyzovaná sp2-sp3 „cross-coupling“ reakce cukerného pinakolboronátu 1 s alkylhalogenidem 2. Následné oxidativně-redukční transformace dvojné vazby C-glykosidu 3 vedly k (1→2)-vázaným C-disacharidům 4 s konfigurací neredukující hexopyranosové podjednotky 2-deoxy, gluko a manno.


Příprava glykokonjugátů pomocí „click“ reakce Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Dorota Konvalinková B3 Ústav chemie přírodních látek prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc., Ing. Martina Kašáková

Jako „click“ reakce je nazývána cyklizace organických azidů s propargylderiváty za vzniku pětičlenného triazinového cyklu. Tato reakce je dnes široce využívána pro přípravu dendrimetických ligandů pro intervenci rozpoznávání na buněčné úrovni. Cílem této práce bylo optimalizovat podmínky reakce pro navázání cukerných azidů na propargylkalix[4] areny z hlediska vhodnosti chránicích skupin na cukerném skeletu. Byl připraven 2-(α-Dgalaktopyranosyl)ethylazid volný a s benzylovými chránicími skupinami a vyzkoušena “click“ reakce za působení mikrovln.

Příprava 2-(glykopyranosyl)ethanové kyseliny pro modifikaci nanodiamantů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Lenka Koutová M2 Ústav chemie přírodních látek prof. Ing. Jitka Moravcová CSc.

Nanodiamanty mají výhodnou vlastnost, a to že jsou přirozeně luminiscenční, což je kromě jiného předurčuje jako diagnostika. Cílem práce byla příprava ethanových kyselin 1 a 2 nesoucích nehydrolyzovatelnou vazbu zbytku dvou sacharidů, D-galaktosy a L-fukosy, které umožňují selektivní interakci s proteinovým receptorem v cílovém orgánu. Byly vypracovány postupy vícestupňové přípravy látek 1 a 2.

CH2

O

CH2 NH CH2

CH2

O AcO

n

OAc

CH2

O CH2

O

CH2 NH2 CH2

AcO

n

CH2

O CH2

CH2 NH

1

CH2

n

OAc

O Me

O AcO AcO

2

OAc


Sythesizing of 5-androsten-(3β)-ol-17β-carboxylic acid derivatives as potential gelator and as cytotoxic agent Autor: Bc. Zülal Özdemir Ročník: 2. ročník magisterského studia Ústav: Ústav chemie přírodních látek Školitel: Prof. Ing. Zdeněk Wimmer, DrSc. During recent years several structural modifications have been done on maternal steroid structure to obtain biologically potent compounds. These modifications have resulted in alterations of steroid compounds’ biological activities, such as enhancing the selective cytotoxicity against some tumor cell lines or having less side effects than natural one. Besides this unique property, they have become also favorite building blocks when designing novel low molecular weight gelators due to their large and rigid steroidal nucleus which can be combined with functional groups convenient for modifications to construct supramolecular structures from small molecules through non-covalent interactions. Steroid compounds (bile acids and sterols with cholesterol as the main representative), were used as a basis for designing supramolecules in combination with other small molecules. However, only a few examples of steroidal supramolecular gels based on other steroids, such as pregnane, estradiol and androstene have been reported. Taking into account both the deficiency in this area and their unique bioactivity property, several 5-androsten-(3β)-ol17β-carboxylic acid derivatives have been sythesized with moderate to good yields under mild reaction conditions. The target structures are identified by NMR and MS data.

Konjugáty sacharidů a kalixarenů pro molekulové rozpoznávání Autorka: Ročník: Ústav: Školitelka:

Ladislava Rýdlová B3 Ústav chemie přírodních látek prof. Ing. Jitka Moravcová, CSc.

Interakce mezi sacharidovým epitopem cílové buňky a lektinovým receptorem pathogenu je prvním krokem onemocnění. Burkholderia cenocepacia je Gram-negativní bakterie, která je nebezpečná pro osoby trpící cystickou fibrosou. Její lektin BC2L-A je selektivní pro vysoce mannosylované glykany, proto naším cílem bylo připravit konjugát kalix[4]arenu a D-mannosy pro účely testování jeho afinity k tomuto receptoru. Výchozí látkou byl 2-(α-D-mannopyranosyl)ethylazid (1) a di-O-propargylkalixaren (2). Ke konjugaci jsme použili Huisgenovu cykloadici nazývanou „click reaction“ [1] Me3C CMe3

Me3C BnO

OBn O

BnO BnO

N3 (1)

Me3C CMe3

Me3C

CMe3

CMe3 CuSO4, sodium L-ascorbate,TBTA

+

H2O/THF, MW

O

O

OO H

H

BnO BnO BnO

(2)

OBn O

O N N N

O

OO H

OBn

H

OBn N N N

OBn O OBn

[1] Ribeiro- Viana, R.; et al. Biomacromolecules 2012, 13, 3209–3219.


Chemie přírodních látek II (posterová) Posluchárna B02, 9:00


Raich Ivan, doc. Dr. Ing. Flegel Martin, RNDr. CSc. Štěpánek Petr, Ing. Ph.D. Šárka Bicanová Klára Burianová Bc. Tomáš Jandušík Bc. Dominika Jírová Ondřej Slavík Bc. Andrea Vlachová Bc. Tomáš Zimmermann

Studenti:

Komponenty imunochemických souprav pro detekci syntetických kanabinoidů Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Šárka Bicanová B3 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař, Ph.D.

Nové syntetické drogy jsou strukturní analoga již známých omamných a psychotropních látek. Řada syntetických kanabinoidů byla původně navržena jako potenciální léčiva. V poslední době však roste počet zejména mladých lidí, kteří je zneužívají jako drogy. Tyto látky je možné identifikovat pomocí metod klinické biochemie, pouze pokud jsou k dispozici referenční standardy. Jejich rychlou detekci v biologické matrici by přitom značně usnadnily imunochromatografické testy.

R1 N

R2

Cílem této práce je syntéza série derivátů syntetických kanabionidů (3-naftoyl-1-pentylpyrrolů), součástí jejichž struktury je spojka (R2) nesoucí karboxylovou funkci. Ta slouží k navázání haptenů na nosný protein, hovězí sérový albumin. Připravenými O konjugáty budou imunizována laboratorní zvířata a získané polyklonální králičí protilátky budu základem R1 = H, fenyl, 4-fluorfenyl LFIA kitů. O

R2 = CH2COOH


Analýza steroidních látek v biologické matrici metodou kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostním detektorem Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Klára Burianová B3 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař, Ph.D, PharmDr. Petra Mikšátková

Steroidní hormony jsou látky vznikající z cholesterolu procesem steroidogeneze. Dělí se na kortikosteroidy, které jsou produkovány kůrou nadledvin a podílí se na regulaci metabolismu minerálů a glukózy, a na pohlavní hormony, které řídí pohlavní vývoj a reprodukci. Steroidy se také podílí na odpovědi organismu na stres, ovlivňují náladu a chování. Kvantifikace steroidů je významná například při diagnostice a sledování poruch endokrinního systému (Cushingův syndrom) a léčbě neplodnosti. Studuje se také vztah mezi hladinami steroidů a psychickým stavem jedince. Steroidy lze detekovat v krevní plazmě, moči i slinách. V naší práci se zaměřujeme na stanovení steroidních hormonů ve slinách, jelikož jejich koncentrace korelují s hodnotami volných steroidů v krevní plazmě, odběr vzorků je snadný a rychlý. Odebrané sliny jsou zpracovávány pomocí extrakce na pevnou fázi a vlastní stanovení probíhá metodou kapalinové chromatografie ve spojení s hmotnostně spektrometrickou detekcí.

Modifikované oligoadenyláty jako potenciální efektory ribonukleasy L Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tomáš Jandušík M2 Ústav chemie přírodních látek Ing. Ivan Rosenberg, CSc.; Ing. Ondřej Šimák, PhD.

Ribonukleasa L (RNAsa L) je enzym podílející se na imunitní obraně buňky před virovým onemocněním. V buňce se vyskytuje v latentní formě a její aktivace závisí na přítomnosti nepřirozených molekulárních struktur (např. virová dsRNA) v cytosolu, které zapříčiní vznik oligoadenylátu (2-5A) o délce 2-10 nukleotidů s neobvyklými 2',5'-internukleotidovými vazbami, který RNAsu L aktivuje1. Cílem je připravení fosfonátového monomeru adenosinového analogu pro následnou syntézu tetramerních jednotek na pevné fázi ve všech kombinacích s přirozeným adenosinem. Prvním krokem je jodace adenosinu v poloze C5´ a následná eliminace za vzniku exocyklického olefinu. Na připravený olefin byl adován za katalýzy elektrofilním činidlem dimethylester kyseliny hydroxymethanfosfonové. Adicí mohou vznikat dva epimery, proto bylo věnováno úsilí optimalizaci reakce, aby vznikal přednostně žádaný epimer. 1. Pav O., Panova N., Snasel J., Zbornikova E., Rosenberg I.: Bioorg. Med. Chem. Lett. 2012, 22, 181.


Vývoj imunochemického testu pro stanovení stanazolu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Dominika Jírová M2 Ústav chemie přírodních látek Prof. Dr. RNDr. Oldřich Lapčík

Stanazol je anabolický steroid odvozený od dihydrotestosteronu. Dříve se používal jako léčivo. Po nortestosteronu a methandienonu je třetím nejčastěji zneužívaným steroidem v silových sportech. Cílem této práce je vyvinout imunochemický test pro stanovení stanazolu. Připravila jsem konjugáty stanazolu s hovězím sérovým albuminem (BSA), které byly použity jako imunogeny pro získání králičích polyklonálních protilátek. Protilátky jsem testovala v systému nepřímé kompetitivní ELISA a vybrala jsem dvě, které byly vhodné pro vývoj metody. Ověřila jsem parametry tří variant systému ELISA metody využívající různé způsoby imobilizace stanazolu na povrch mikrotitračních destiček. Ověřila jsem také křížové reaktivity dalších steroidů v sestaveném systému. BSA OH

HN OH

O H H H

HN

H H

N

N H

H

N H

Obr. 1 Stanazol

Obr. 2 Imunizační konjugát

Kvantitativní stanovení neurotransmiterů v mikrodialyzátech potkaních mozků metodou LC/MS Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Ondřej Slavík B3 Ústav chemie přírodních látek Ing. Martin Kuchař, PhD., Ing. Barbora Pelánková

Neurotransmitery jsou látky zprostředkovávající přenos nervového vzruchu mezi nervovými buňkami. Hladiny neurotransmiterů v mozku ovlivňují nejen psychický, ale i fyzický stav jedince. Např. symptomy deprese jsou způsobeny sníženou hladinou serotoninu, který je zodpovědný za změny nálad, sexuální chování a agresivitu, dopamin uvolněný v centru odměn v mozku navozuje příjemné pocity a hraje zásadní roli ve vzniku závislosti. Uvolňování neurotransmiterů z vesikul je spojeno s interakcí ligandu (účinná látka v léčivu, droga) a daného receptoru na povrchu nervových buněk. Pro pochopení těchto nemocí i vlivu medikamentů je nezbytné umět stanovit hladiny neurotransmiterů v biologických matricích. Kvantitativní stanovení neurotransmiterů hraje významnou roli např. při testování účinku SSRI antidepresiv. Avšak získávání vzorků z mozku je velmi problematické, nejméně invazivní je tzv. mikrodialýza. Jedná se o extrakci neurotransmiterů z biologické tkáně in vivo, kdy neurotransmitery difundují přes semipermeabilní membránu do vnitřního prostoru sondy. Následné stanovení neurotransmiterů metodou LC/MS umožňuje kvalitativně i kvantitativně detekovat jejich přítomnost ve velice nízkých koncentracích (pmol/mL).


Příprava komponent pro ELISA trenbolonu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Andrea Vlachová M1 Ústav chemie přírodních látek prof. Dr. RNDr. Oldřich Lapčík

Cílem práce bylo vyvinout nepřímou kompetitivní ELISA metodu pro stanovení trenbolonu. Byly připraveny konjugáty trenbolon-3-karboxymethyloximu s králičím sérovým albuminem (RSA) a trenbolon-3-karboxymethyloximu s ovalbuminem (OVA). Syntetizované konjugáty byly charakterizovány pomocí UV-VIS spektroskopie. Imunizací byly získány tři polyklonální protilátky s označením PL 177, PL 178 a PL 179. Byla ověřena imunoreaktivita připravených konjugátů trenbolonu s proteiny v systému nepřímé kompetitivní ELISA, byly sestaveny kalibrační křivky a stanoveny hodnoty detekčních limitů a I50. Nejlepší parametry vykazovala kombinace využívající protilátku PL 178 a konjugát trenbolon-3-CMO-RSA s detekčním limitem 0,246 ng/ml a hodnotou I50= 14,2 ng/ml. Tento systém byl otestován na křížové reaktivity dalších steroidů. CH3 OH

CH3 OH

H

H OH

H

H O O

O

Obr. 1 17-β-trenbolon

N

Obr. 2 trenbolon-3-CMO

Modifikace farmakoforů trilobolidu Autor: Ročník: Ústav: Školitel:

Bc. Tomáš Zimmermann M2 Chemie přírodních látek prof. RNDr. Pavel Drašar, DSc.

Trilobolid (TB) je seskviterpenový lakton izolovaný z Laser Trilobum (L.) Borkh. U TB a dalších látek označovaných jako thapsigarginy byla zjištěna schopnost kompetitivně inhibovat Ca2+ ATPasovou aktivitu sarko/endoplazmatického retikula [1]. TB rovněž vykazuje významné imunostimulační vlastnosti. Spouští expresi interferonu-γ, který se podílí na imunitní odpovědi organismu při virových nákazách a taktéž produkci signální molekuly NO [2]. Při studiu připravených nových derivátů se snažíme lépe pochopit vazbu molekuly TB v kavitě SERCA pumpy. Takto bylo navrženo několik derivátů dle krystalografických dat kavity enzymu. Tyto molekuly by měly mít vyšší účinnost než TB. Dále se v práci zaměřuji na deriváty s dvojitou biologickou aktivitou (např. blokace SERCA a antiestrogení aktivita). [1] D.P. Drew, N. Krichau, K. Reichwald, H.T. Simonsen, Phytochem. Rev., 8 (2009) 581-599. [2] E. Kmonickova, J. Harmatha, K. Vokac, P. Kostecka, H. Farghali, Z. Zidek, Fitoterapia, 81 (2010) 1213-1219.

Vliv nanočástic železa na karbonylaci proteinů jako projev oxidativního stresu

Recommend Documents