INTERAKTÍVNA KONFERENCIA MLADÝCH VEDCOV 2012 ZBORNÍK ABSTRAKTOV ISBN 978-80-970712-3-3 Titulná strana: „vedecké fantázie“ Hanka Jašová − kresba olejovým tvrdým pastelom Giocondy Usporiadajúca organizácia Občianske združenie PREVEDA Editoriál Ing. Miroslav Ferko, PhD. Ústav pre výskum srdca, SAV Ing. Pavol Farkaš, PhD. Chemický ústav, SAV Odborní garanti Prof. RNDr. Silvia Pastoreková, DrSc. Virologický ústav, SAV Doc. Ing. Daniela Šmogrovičová, PhD. Ústav biotechnológie a potravinárstva, FCHPT, STU Doc. RNDr. Jozef Marák, CSc. Katedra Analytickej Chémie, Prírodovedecká Fakulta, UK Doc. Ing. Ján Světlík, CSc. Katedra farmaceutickej analýzy a nukleárnej farmácie, Farmaceutická fakulta UK Doc. Ing. Ladislav Welward, PhD. Externý gestor, Katedra environmentálneho inžinierstva, TU Zvolen Doc. RNDr. Iveta Waczulíková, PhD. Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, FMFI, UK Recenzenti a moderátori konferencie Ing. Zuzana Brnoliaková, PhD. Ústav experimentálnej farmakológie a toxikológie, SAV Ing. Ján Tkáč, DrSc. Chemický ústav, SAV MUDr. Vladimír Šišovský, PhD. Ústav patologickej anatómie, Lekárska fakulta UK, Univerzitná nemocnica Bratislava Ing. Vladimír Mastihuba, PhD. Chemický ústav, SAV Mgr. Pavol Kenderessy, PhD. Ústav krajinnej ekológie, SAV Ing. Zdena Sulová, CSc. Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky, SAV RNDr. Zita Izakovičová, PhD. Ústav krajinnej ekológie Ing. Jaroslav Katrlík, PhD. Chemický ústav, SAV Občianske združenie PREVEDA OZ Preveda vzniklo spojením ľudí, ktorí majú snahu podieľať sa na vytváraní alternatívnych možností v oblasti vzdelávania, sociálnej výchovy a pomoci ako aj na presadzovaní pozitívnych zmien v otázkach hospodárskeho a kultúrneho života. K cieľom OZ Preveda patrí: - realizácia prednášok, konferencií, informačných seminárov, školení, osveta - zvýšenie rozsahu, zlepšenie a širšie poskytovanie ďalšieho vzdelávania s cieľom zlepšiť kvalifikáciu a adaptabilitu študentov resp. zamestnancov a osôb vstupujúcich na trh práce, investovanie do ľudských zdrojov - tvorba a realizácia projektov podporujúcich celkovú prosperitu regiónu, vrátane materiálnej, kultúrnej a vzdelanostnej úrovne www.preveda.sk Interaktívna Konferencia Mladých Vedcov Konferencia organizovaná na Slovensku ojedinelým a inovatívnym – interaktívnym spôsobom, zameraná na vybrané odbory chemických a prírodných vied. Podstatou interaktívnej konferencie je poskytnutie možnosti prezentácie vlastných odborných príspevkov študentom vysokých škôl, doktorandom a mladým vedcom. Veríme, že sa nám s Vašou pomocou podarí týmto projektom zrealizovať hodnotné konferencie, ktorých obsah a vysoká výpovedná úroveň pomôžu k udržaniu vzdelanostnej úrovne ako i k zefektívneniu štúdia mladej vedeckej obce. www.konferencia.preveda.sk [email protected] Veda je ako umenie. Výsledok práce vedca sa dostaví a je často ocenený až s odstupom času. Keď sa však dielo vydarí, výsledok stojí za to. Ing. Miroslav Ferko, PhD. Predseda OZ PREVEDA Obsah Biofyzika, matematické modelovanie, bioštatistika 2 Biotechnológie a potravinárske technológie 5 Bunkový metabolizmus, fyziológia, molekulárna biológia a genetika 14 Ekológia a environmentalistika 49 Organická, bioorganická a farmaceutická chémia, farmakológia 69 Otvorená sekcia 75 Otvorená sekcia pre študentov 77 Využitie inštrumentálnych metód v analýze biologicky významných látok 90 Register 93 Biofyzika, matematické modelovanie, bioštatistika Grafén – jeho vlastnosti a využitie Lipidová dvojvrstva modifikovaná kalixarénmi ako model biologickej membrány pre štúdium Lucia Balážová1, Marián Antalík1,2 interakcie s ligandmi 1 Katedra biochémie, Prírodovedecká fakulta Košice, UPJŠ, Moyzesova 11, 1 1 Košice, 2Ústav experimentálnej fyziky, Slovenská akadémia vied, Zuzana Garaiová , Iveta Waczulíková , Dominika 2 2 2 Watsonova 47, Košice Wrobel , Maksim Ionov , Maria Bryszewska , [email protected] Tibor Hianik1 1 Uhlík je základným stavebným atómom u molekúl Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, Fakulta matematiky, fyziky 2 tvoriacich biologické systémy. a informatiky, Mlynská dolina, 84248 Bratislava, Katedra všeobecnej biofyziky, Univerzita Lodz, Banacha 12/16, 90-237, Lodz, Poľsko Najznámejšou formou prirodzene sa vyskytujúceho [email protected] uhlíka sú grafit a diamant. Z hľadiska technologického využitia sú veľmi perspektívne ďalšie uhlíkové materiály Biologická membrána predstavuje vysoko komplexnú ako sú fullerény, uhlíkové nanotrubky a nanopeny. supramolekulárnu štruktúru, čo komplikuje štúdium V poslednom období sa veľká pozornosť sústreďuje aj na biologických procesov, ktoré sú nejakým spôsobom na štúdium a technologické aplikácie grafénu. Kryštálová mem-bránu viazané. Analýza biologických procesov, ktoré štruktúra diamantu a grafitu je trojdimenzionálna (3D). Na prebiehajú či už na povrchu alebo v rámci lipidovej rozdiel od týchto alotropických modifikácii uhlíka má dvojvrstvy, sa preto obvykle uskutočňuje na grafén dvojrozmernú štruktúru (2D) a ostatné modifikácie biomimetických modeloch, ktoré umožňujú lepšiu kontrolu ako nanutrubky majú (1D) štruktúru a fullerény (OD) experimentálnych podmienok a znižujú variabilitu štruktúru (obr.). Grafit je zložený vrstiev grafénu, ktoré sú meraných biofyzikálnych charakteristík. Simplifikácia medzi sebou pospájané nekovalentnými väzbami. membránového systému sa javí byť kľúčovou najmä pri Z grafitu sa dajú pripraviť vrstvy oxidovaného analýze špecifických molekulárnych interakcií na a redukovaného grafénu, ako aj vo vode rozpustný membránovej úrovni, avšak zjednodušený prístup náhrady heparínom obalený grafén [2]. biologickej membrány lipidovou dvojvrstvou môže byť na Grafén sa dá považovať aj za veľkú aromatickú druhej strane prekážkou v presnom porozumení molekulu. Je to planárna vrstva uhlíkov v sp2 hybridizácii, niektorých membránových funkcií. Súhrn hlavných ktoré sú husto usporiadané v podobe štruktúry včelieho nedostatkov, ktoré sa spájajú s použitím membránových plastu – do pravidelných šesťuholníkov. Grafén patrí modelov, uvádza práca Vestergaard a spol. [1]. Jednou svojimi vlastnosťami medzi polokovy, polovodiče a medzi z veľkých výziev v priblížení modelu k skutočnému mechanicky veľmi odolné materiály. Vlastnosti grafénu je membránovému systému je rekonštrukcia proteínov. možné využiť pri vývoji nanomechanických materiálov Zohľadnenie proteínov je veľmi dôležité, nakoľko sa jedná s aplikáciou v oblasti senzorov. Bol použitý na tvorbu o zložky, ktoré majú vplyv ako na štruktúru, tak i na elektród pre glukózooxidázu na vytvorenie senzorov pre vlastnosti a funkcie membrány. Výskum v oblasti glukózu ako aj na biobatérie. Grafén má vysokú elektrickú membránových modelov sa v súčasnosti upriamuje na vodivosť, rovnako prepúšťa aj svetlo, čo sa dá využiť aj pri použitie umelých receptorov [2]. Kalix[n]arény sú výrobe displeyov a fotovoltaických článkov. Predmetom makrocyklické aromatické molekuly, ktoré vznikajú pri nášho výskumu je štúdium interakcii grafénu s proteínmi. syntéze fenolov a aldehydov, kde [n] zodpovedá počtu fenolových aromatických kruhov v molekule. Fenolové Kryštálové modifikácie alotropických modifikácii uhlíka [1]. 3D – grafit a diamant; 1D – nanotrubky; 2D – grafén; 0D – fullerén. Príspevok bol vypracovaný v rámci projektov č. 26220120021, 26220220061 z ŠF EU, VEGA 2/0025/12, projekt APVV-0171-10 a projekt CEX NANOFLUIDS. [1] Hill, J. W., and Petrucci, R. H., General Chemistry, 3rd edition, Prentice Hall, NJ, 2002. [2] Hummers, W. S., Offeman, R. E. Preparation of Graphitic Oxide. J. Am. Chem. Soc. , 80, 1339. 1958 Schematické znázornenie lipidovej dvojvrstvy modifikovanej kalixarénmi so zabudovanými molekulami cytochrómu c a polyamidoamínového (PAMAM) dendriméru. 2 Biofyzika, matematické modelovanie, bioštatistika podjednotky sú premostené cez metylové skupiny. závislosť od veku (Obr.). Štatisticky sme túto závislosť Výsledkom takejto syntézy je vytvorenie molekuly v tvare testovali analýzou Simple linear regression & Correlation kruhu s dutinou uprostred, čo vedie k charakteristickej (StatsDirect). Položili sme si otázku, či nie je takáto kalichovej štruktúre. Hydrofóbna kavita vytvorená závislosť len v jednej zo skupín. Napríklad v kontrolnej z fenolových subjednotiek ponúka priestor pre selektívne skupine, pretože u pacientov s CKD nemusí aktivita naviazanie širokého spektra látok, napr. cytochrómu c [3] enzýmu korelovať s vekom, ale môže byť závislá od stavu alebo dendrimérov (Obr.). Inkorporácia umelého receptoru ochorenia. Naše experimenty neodhalili žiadnu koreláciu do lipidovej dvojvrstvy bola potvrdená medzi aktivitou enzýmu Ca2+-ATPázy a vekom subjektu spektrofluorimetricky meraniami anizotropie [4] a taktiež v žiadnej so sledovaných skupín. metódou dynamického rozptylu svetla a Dopplerovou Poďakovanie: Táto práca bola podporovaná velocimetriou, pomocou ktorých sme analyzovali veľkosť Štrukturálnymi fondami EÚ - Výskumný a vývojový a zeta potenciál lipidových vezikúl [5]. Operačný program financovaný z ERDF (Číslo projektu. Práca bola podporená grantami SK-PL-0034-09, LPP- 26240220004), VEGA grant 1/0668/11, UK grant 0250-09 a VEGA 1/0785/12. UK/159/2012. [1] Vestergaard a spol., Biotechnol.Bioeng. 2008, 99, 753−763. [1] Gafter U. et al., J Lab Clin Med. 1990, 116, 386−392. [2] Oshima a spol., Langmuir 2005, 21, 7280−7284. [2] Hanahan D.J., Ekholm J.E., Methods Enzymol. 1974, 31, 168−172. [3] Hianik a spol., Čs. Čas. Fyz. 2011, 61,194−198. [3] Lowry O.H. et al., J. Biol. Chem. 1951, 193, 265−275. [4] Garaiová a spol, Zborník Vth SlovaK Biophycial Symposium, FMFI UK BA, 2012, 71−72. [5] Garaiová a spol, Bioelectrochemistry