Acidobazické a tautomerní rovnováhy bází nukleových kyselin

• Název práce v češtině: Acidobazické a tautomerní rovnováhy bází nukleových kyselin
• Název v anglickém jazyce: Acid-base equilibria and tautomerism of nucleobases
• Klíčová slova: pyrimidin, báze nukleových kyselin, NMR spektroskopie, ionizace, DFT výpočty
• Klíčová slova anglicky: pyrimidine, nucleic acid base, NMR spectroscopy, ionization, DFT computations
• Akademický rok vypsání: 2015/2016
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra biochemie (31-250)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Helena Dračínská, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 22.10.2015
• Datum zadání: 21.12.2015
• Datum odevzdání elektronické podoby: 20.05.2016
• Datum proběhlé obhajoby: 13.06.2016
• Oponenti: RNDr. Simona Petrželová, Ph.D.
• Konzultanti: doc. RNDr. Martin Dračínský, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Nukleové kyseliny a jejich složky patří mezi nejdůležitější molekuly pro život. Modifikované báze nukleových kyselin mají navíc řadu mimořádně zajímavých biologických vlastností, například antivirové, antibakteriální nebo cytostatické účinky.
Přesunem vodíkového atomu po skeletu pyrimidinových a purinových bází nukleových kyselin vznikají různé tautomerní formy těchto bází. V závislosti na pH prostředí mohou být navíc báze nukleových kyselin protonovány nebo deprotonovány. Acidobazické a tautomerní rovnováhy jsou mimořádně důležité pro funkčnost nukleových kyselin. Například správné párování bází nukleových kyselin v DNA nebo interakce bází s kovovými kationty a enzymy závisí na tautomerní formě jednotlivých bází. Studium acidobazických a tautomerních rovnováh tak může přispět k objasnění mechanismu biologické aktivity těchto molekul.
Navrhovaná bakalářská práce má dva cíle. Jednak vypracování rešerše literatury týkající se vlivu tautomerních a acidobazických rovnováh na biologickou aktivitu nukleových kyselin a jejich složek (báze, nukleosidy, nukleotidy) včetně modifikovaných složek nukleových kyselin s biologickou aktivitou. Druhým cílem bude vypracování metodiky pro určení místa protonace/deprotonace a tautomerních forem derivátů purinu a pyrimidinu pomocí NMR spektroskopie. Nejprve bude vybrána série látek, kde je místo protonace/deprotonace jednoznačně dáno strukturou. U těchto látek budou experimentálně určeny NMR parametry při různých pH a budou vybrány NMR parametry, které umožní jednoznačné určení místa protonace/deprotonace. V další fázi práce budou naměřeny a vypočteny NMR parametry pro komplikovanější molekuly, kde místo protonace/deprotonace není jasné, případně kde určení místa protonace komplikuje existence tautomerních rovnováh.