text size

Konjugáty proteinů s nanodiamanty: příprava a charakterizace

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
Konjugáty proteinů s nanodiamanty: příprava a charakterizace
Titile (in english):
Protein-nanodiamond conjugates: the preparation and characterization
Type:
Bachelor's thesis
Author:
Mgr. Jitka Šlegerová
Supervisor:
doc. RNDr. Jan Konvalinka, CSc.
Opponent:
RNDr. Ondřej Vaněk, Ph.D.
Consultant:
Mgr. Petr Cígler, Ph.D.
Thesis Id:
92401
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Biochemistry (31-250)
Study programm:
Biochemistry (B1406)
Study branch:
Biochemistry (BBIO)
Degree granted:
Bc.
Defence date:
14/06/2011
Defence result:
Excellent
Language:
Czech
Keywords (in czech):
nanočástice; protein;diamant; biokonjugace
Keywords:
nanoparticle; protein, diamant; bioconjugation
Abstract (in czech):
Abstrakt: Nanodiamanty patří k rozsáhlé skupině uhlíkových nanomateriálů. Mezi jejich nejvýznamnější vlastnosti patří chemická stabilita, biokompatibilita, nízká toxicita, možnost chemické modifikace povrchu a poté konjugace s různými biologickými molekulami, především proteiny. Podstatná vlastnost nanodiamantů je snadno detekovatelná stabilní fluorescence bez fotodestrukce, zvláště fluorescence z tzv. (N-V) center vzniklých vysokoenergetickým ozařováním nanodiamantů. Tyto vlastnosti umožňují uplatnění nanodiamantů jako fluorescenčních značek a sond, umožňují cílení buněk, internalizaci do buněk, přenos a kontrolované uvolňování léčiv a také imobilizaci enzymů. Biomolekuly mohou být připojeny na povrch různými způsoby – nekovalentními interakcemi nebo kovalentně. Jak již bylo dříve popsáno, nekovalentními interakcemi byly navázány na povrch nanodiamantů různé proteiny, jako lysozym, cytochrom c, neurotoxin nebo antigen. Kovalentní vazbou byly připojeny proteiny, glykoproteiny, oligonukleotidy, vitamín nebo růstový hormon. Při navázání biomolekuly je zásadní, aby si ponechala své vlastnosti, například enzym katalytickou aktivitu. Připojení biomolekul pomocí tzv. oximové ligace, tedy navázání jejich aldehydové skupiny na nanodiamant nesoucí aminooxy skupiny, představuje pro tyto účely výhodnou variantu z důvodu velké selektivity a stability vazby, efektivnosti připojení za mírných podmínek a známého způsobu připojení. V této bakalářské práci je popsána spektrofotometrická metoda kvantifikace aminooxy skupin na nanodiamantech, využívající pyridoxal 5´-fosfát. V praktické části je dále popsáno modelové navázání proteinu kovalentními i nekovalentními vazbami.
Abstract:
Abstract: Nanodiamonds represent a member of vast group of carbon nanomaterials. They are characterized by chemical stability, biocompatibility, low toxicity and possibility of surface chemical modification that enables further conjugation of biomolecules, namely proteins. The most important property of nanodiamonds is easily detectable fluorescence resistant towards photobleaching. This luminescence is produced by so called (N-V) centers that can be formed by irradiation of nanodiamonds using high energy beams. Fluorescence of nanodiamonds is useful for construction of fluorescent labels and probes, cellular targeting and internalization, controlled drug delivery as well as enzyme immobilization. Two main connection modes are suitable for biomolecules’ attachment: non-covalent and covalent. The first one has been utilized for decoration of nanodiamonds by various proteins, e.g. lysozyme, cytochrome c, neurotoxin or antigen. The second possibility has been demonstrated also on various proteins and, furthermore, on glycoproteins, oligonucleotides, vitamins or growth factor. During the immobilization of biomolecule on the nanoparticle surface it is crucial to keep its function, for example the catalytic activity in enzymes. For such purposes, the oxime ligation (connection of aldehyde presented on biomolecule and aminooxy group bound on nanodiamond surface) represent a convenient pathway, because of reasonable effectivity of reaction at mild conditions and well defined way of attachment. In this bachelor thesis, the spectrophotometric procedure for aminooxy group quantitation on nanodiamonds using pyridoxal-5’- phosphate was developed. The conjugation of model proteins by covalent and also by non-covalent bonds is further demonstrated. (In czech)
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Jitka Šlegerová 1.07 MB
Download Abstract in czech Mgr. Jitka Šlegerová 132 kB
Download Abstract in english Mgr. Jitka Šlegerová 124 kB
Download Supervisor's review doc. RNDr. Jan Konvalinka, CSc. 38 kB
Download Opponent's review RNDr. Ondřej Vaněk, Ph.D. 101 kB
Download Defence's report prof. RNDr. Karel Bezouška, DSc. 81 kB