Laboratórium bioanorganickej chémie

Katedra chemickej teórie liečiv FaF UK

Čo je bioanorganická chémia?

Klasická biochémia sa tradične zaoberala úlohou organických zlúčenín v biologických systémoch. S rozvojom analytických metód boli v posledných desaťročiach v biologických systémoch nájdené mnohé "anorganické" zložky (predovšetkým ióny prechodných kovov), a to aj v stopových množstvách. Potreba skúmania funkcie a štruktúry týchto zložiek stimulovala rozvoj novej interdisciplinárnej oblasti chémie - bioanorganickej chémie.

Najdôležitejšie zlúčeniny, ktoré v biologických systémoch zohrávajú kľúčové funkčné a stavebné úlohy a sú predmetom skúmania bioanorganickej chémie, sú:

Metaloenzýmy: asi 40 % známych enzýmov obsahuje vo svojej štruktúre ióny prechodných prvkov, predovšetkým ide o oxidoreduktázy (FeCu, Mn, Mo, Ni, V) a hydrolázy (fosfatázy a peptidázy; Zn, Mg, Ca, Fe)

Metaloproteínymetaloproteíny s neenzymatickou funkciou, napr. hemoglobín (Fe)


Koenzýmy a vitamíny: napr. vitamín B12  (Co
Nukleové kyselinyobsahujú ako protiíony alkalické kovy (Na, K)
Hormónynapr. hormóny štítnej žľazy tyroxín, trijódtyronin (I)
Biominerály:ide o stavebné zložky kostí, zubov, telesných schránok (napr. ulity), koralov, perál a pod. (obsahujú hlavne Ca a Si

Druhou oblasťou, ktorá je stredobodom výskumu v oblasti bioanorganickej chémie, je príprava, charakterizácia a skúmanie biologických vlastností komplexov prechodných prvkov. Bioanorganická chémia dnes skúma biologické účinky zlúčenín prvkov celej periodickej sústavy chemických prvkov, vrátane rádioaktívnych a umelo pripravených izotopov


Témy záverečných prác

Téma záverečnej diplomovej práce súvisí s výskumom, ktorý sa realizuje v Laboratóriu bioanorganickej chémie a v spolupracujúcich skupinách.

Rámcové témy záverečných prác:

  • Príprava dekavanadáto komplexov prechodných prvkov a štúdium ich interakcie s proteínmi
  • Štúdium podmienok vzniku pentavanadičnanového aniónu v roztokoch a jeho interakcie s proteínmi
  • Príprava nových polyoxometalátov a štúdium ich interakcie s biomakromolekulami; štúdium katalytických a chiroptických vlastností
  • Príprava komplexných zlúčenín alebo polyoxometalátov s obsahom rénia a štúdium ich biologických vlastností
  • Príprava komplexných zlúčenín alebo polyoxometalátov s obsahom technécia (v spolupráci s doc. M. Galambošom, Katedra jadrovej chémie a rádioekológie, PriF UK)
  • Stereochémia komplexných zlúčenín vanádu - príprava a charaktrerzácia s využitím teoretických výpočtov (v spolupráci s Dr. J. Šimunekom, Katedra anorganickej chémie, PriF UK)
  • Príprava BiVO4 termickým rozkladom komplexov vanádu a bizmutu a štúdium fotochemického rozkladu polutantov a liečiv
  • Vanádom katalyzovaná epimerizácia aminokyselín