Synthesis of "Chemical Tags" and their application for selective protein labelling

Abstract

Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutické chemie a kontroly léčiv Student: Kristína Prokešová Školitel: doc. PharmDr. Miroslav Miletín, PhD. Zahraniční konzultant: Dr. Richard Wombacher Název diplomové práce: Synthesis of "Chemical Tags" and their application for selective protein labelling Tato diplomová práce je zaměřena na syntézu a aplikaci "chemických značek". Teoretická část se zabývá "značením proteinů" obecně a krátce představuje "fluorescentní proteiny" jako techniku, která je pro stopování proteinů používána již běžně. Největší pozornost je věnována "chemickým značkám". Ty se skládají z geneticky kódované proteinové nebo peptidové "značky", geneticky spojené se studovaným proteinem, a z malé fluorescentní molekuly, která se na "značku" váže, a studovaný protein tak označuje. Jednotliví zástupci s jejich výhodnými i nevýhodnými vlastnostmi a "vysokorozlišovací mikroskopie" a "zobrazování vápníku", jako aplikace "chemických značek", jsou popsány. Experimentální část je rozdělena na chemickou syntézu a biologické metody. V chemické experimentální části práce byly připraveny čtyři prekurzory "chemických značek" - dva prekurzory malých molekul pro TMP-tag a dva prekurzory "chemické vápníkové sondy". Tyto prekurzory se mohou spojit a vytvořit tak...

Charles University in Prague Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmaceutical Chemistry and Drug Control Student: Kristína Prokešová Supervisor: doc. PharmDr. Miroslav Miletín, PhD. Consultant: Dr. Richard Wombacher Title: Synthesis of "Chemical Tags" and their application for selective protein labelling This diploma thesis is aimed on the synthesis and application of chemical tags. In theoretical part, protein labelling in general is discussed and fluorescent proteins, as routinely used technique for protein tracking, are shortly presented. The greatest attention is dedicated to chemical tags which consist of genetically encoded protein or peptide tag fused to the protein of interest (POI) and from a small fluorescent molecule which labels the POI-tag fusion. Particular representatives with their advantageous and disadvantageous properties are mentioned and super-resolution microscopy and calcium imaging, as applications of chemical tags, are explained. Experimental part is divided into chemical synthesis and biological methods. In synthetic part, four precursors of chemical tags have been prepared - two precursors of TMP-tag small molecule and two precursors of a chemical calcium dye. These precursors can be connected to create a new TMP-tag applicable for calcium imaging. One...