Strukturní biologie a proteinové inženýrství
Hlavním cílem programu je výzkum nových biotechnologicky, diagnosticky a lékařsky důležitých biomolekul, proteinů a nukleových kyselin a jejich konstrukce nejmodernějšími technikami molekulární biologie a proteinového inženýrství. Strukturu a vlastnosti zkoumaných látek analyzujeme komplexními biofyzikálními metodami, například pomocí hmotnostní spektrometrie a krystalografie. Pochopení struktur studovaných biomolekul a jejich vzájemného působení nám pomáhá modifikovat je tak, aby se zvyšoval jejich žádoucí účinek a aby mohly být použity pro diagnostiku nemocí, jako léčiva, či jako pokročilé materiály.
Cíle výzkumného programu:
- Stanovení nových 3D struktur a charakterizace biofyzikálních vlastností biologicky důležitých proteinů a popis vztahů mezi jejich strukturou a aktivitou
- Konstrukce a příprava nových proteinů, vyvinutých pro specifickou vazbu na biotechnologicky, diagnosticky a/nebo lékařsky důležité molekuly
- Modifikace studovaných enzymů, která vede ke zlepšení jejich funkce, např. zvýšená teplotní stabilita nebo enzymatická účinnost
- Vývoj nových metod hmotnostní spektrometrie, použití těchto metod k určení strukturních a topologických vlastností biomolekulárních systémů
- Vysvětlení specificity interakce proteinů a DNA na atomové a submolekulární úrovni a modifikace proteinů a / nebo DNA molekul, ovlivňující specificitu jejich interakce
- Bioinformatické nástroje a odborné znalosti k analýze sekvenčních a strukturních rysů studovaných biomolekul
Aplikační potenciál
Program otevírá významné možnosti pro aplikační výstupy. Například nově vyvinuté rekombinantní proteiny vážící se s vysokou účinností na jiné biomolekuly mohou působit jako nová léčiva proti autoimunitním onemocněním, virovým infekcím nebo rakovině, nebo mohou pomoci tyto choroby diagnostikovat. Přírodní látky budou modifikovány tak, aby působily jako antibiotika. Strukturní studium enzymů může být využitelné při zpracování odpadů, v „zelené“ energetice (biologické články), nebo při biotechnologickém zpracování potravin. Část programu, která je zaměřena na rozvoj robustních a citlivých metod hmotnostní spektrometrie k charakterizaci strukturních a topologických vlastností proteinů, umožní rychlou identifikaci a validaci biologických léčiv.
