Fyzikální studium biomolekulárních systémů
Výzkum laboratoře je zaměřen na fyzikální studium biomolekulárních systémů, zejména na:
- Rozvoj metodiky spektroskopie vibračního cirkulárního dichroismu (spolupráce s Ústavem analytické chemie)
- Spektroskopické studium biologicky zajímavých molekul, jejich interakcí a vztahu struktury a funkce
Význam spektroskopie vibračního cirkulárního dichroismu (VCD) a elektronového cirkulárního dichroismu (ECD) spočívá zejména v tom, že poskytuje informace o struktuře malých až obřích chirálních, biologicky významných molekul v roztocích, kdy získání strukturních informací jinými metodami, jako je NMR nebo rentgenová strukturní analýza, je značně omezené. Laboratoř cirkulárního dichroismu prof. Urbanové úzce spolupracuje se Skupinou chiroptických metod na ústavu Analytické chemie, která zde byla od r. 1999 s její významnou účastí budována. Přehled některých témat řešených ve skupině je podán v prezentaci odkaz a v následujících bodech.
Určování enantiomerní čistoty kapalných vzorků
Vzhledem k tomu, že opačné enantiomery se projevují ve spektrech VCD pásy s opačnými znaménky, je možné využít tuto metodu k určení enantiomerické čistoty vzorku, jak je demonstrováno na obr. 4, který shrnuje spektra VCD směsí (+)- a (-)-a-pinenu s odlišnými hodnotami enantiomerního přebytku.
Absolutní konfigurace biologicky významných molekul středních velikostí
Významné uplatnění nachází VCD spektroskopie např. v konformačních studiích léčiv, jejichž farmakologické působení se pojí s určitou enantiomerní formou. Na základě srovnání experimentálních a simulovaných VCD spekter byla určena geometrie konformérů vyskytujících se v roztocích, sledován vliv intermolekulárních interakcí a substitucí postranních skupin na konformaci prekurzoru léčiva v roztocích.
Konformace polypeptidů, bílkovin, DNA, membránových systémů a jejich biologicky významných komplexů
VCD jako nedestruktivní metoda byla využita při určování struktury peptické části porfyrin-polypeptidických komplexů, které slouží jako modelové systémy při charakterizaci porfyrin-bílkovinných komplexů uplatňujících se např. ve fotodynamické terapii. Dále byly získány strukturní charakteristiky bilirubinu, derivátů bilirubinu a jejich komplexů s polypeptidy, cyklodextriny a biogenními kovy.
Sledování samoskladby (self-assembly)
Při samoskladbě organických molekul (self-assembly) dochází nezřídka ke vzniku indukované chirality, která se projevuje výrazným cirkulárním dichroismem. Vznik indukovaného VCD byl pozorován v případě samoskladby guanidinových derivátů a v procesech gelování organických rozpouštědel.
Publikace k tématu:
Seznam publikací podle WOS: ResearcherID