Modified nucleotides and DNA for electrochemical labelling and defined display of small molecules

Krömer, Matouš

Modifikované nukleotidy a DNA pro elektrochemické značení a definovanou prezentaci malých molekul

dc.contributor.advisor	Hocek, Michal
dc.creator	Krömer, Matouš
dc.date.accessioned	2025-02-11T11:28:11Z
dc.date.available	2025-02-11T11:28:11Z
dc.date.issued	2023
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/20.500.11956/179986
dc.description.abstract	Souhrn Tato práce je zaměřena na enzymatickou syntézu sond pro elektrochemické značení, biokonjugace a ve své závěrečné kapitole, postavené na poznatcích získaných v předchozích částech, popisuje metodu pro přípravu vysoce funkcionalizované DNA modifikované na bázích, využitelnou pro kontrolovanou multivalentní prezentaci glykosidů. V první částí byla nalezena metoda pro přípravu nukleotidů nesoucích diolové skupiny. Sonogashirova reakce umožnila přístup k diolům připojeným přes alkynovou spojku, následná katalytická hydrogenace, poprvé popsána v literatuře, poté poskytla cestu k diolům připojeným přes flexibilní sp3 hybridizovanou spojku, a to bez použití chránících skupin. Štěpení diolů připojených k nukleotidům přes sp3 spojku, nikoliv však přes alkynovou spojku, vedlo ke vzniku nukleotidu modifikovaného alifatickým aldehydem. Všechny nukleotidy byly dobrými substráty pro KOD XL DNA polymerázu, jak v reakci extenze primeru, tak v polymerázové řetězové reakci, vyjma aldehydem modifikovaného dUTP, který byl akceptován v PEX, ale produkty PCR reakce vznikaly pouze ve směsích s přirozeným dTTP. Toto omezení bylo překonáno štěpením diolů až po inkorporaci do DNA, čímž také vznikla DNA modifikovaná aldehydovými skupinami. Všechny reaktivní sondy byly použiti pro biokonjugace s fluorescenčním hydrazeinem, pro...	cs_CZ
dc.description.abstract	This thesis is focused on enzymatic construction of DNA probes for electrochemical labelling, bioconjugations and, in the final part, building on knowledge gathered in previous chapters, it describes a method useful for construction of highly functionalized base-modified DNA enabling defined multivalent display of glycosides. In first chapter, a chemical route to diol-bearing nucleotides was found. Sonogashira reaction facilitated access to alkyne-tethered diols and subsequent catalytic hydrogenation, described for the first time in the literature, provided protection-free method for obtaining nucleotide diols tethered via flexible sp3 hybridized linker. Cleavage of alkane-linked, but not alkyne-linked, nucleotide diols yielded aliphatic nucleotide aldehyde. All nucleotides were found to be good substrates for KOD XL DNA polymerase in both primer extension and polymerase chain reaction, apart from aldehyde-linked dUCHO TP nucleotide, which performed well in PEX reaction, but gave PCR products only in a mixture with natural dTTP. This could be overcome by cleavage of diol-modified DNA, which also yielded aldehyde-functionalized dsDNA. All reactive probes were examined for bioconjugations with fluorescent hydrazine, reductive amination with lysine or lysine-containing peptides or other molecules...	en_US
dc.language	English	cs_CZ
dc.language.iso	en_US
dc.publisher	Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta	cs_CZ
dc.subject	DNA	cs_CZ
dc.subject	nukleotidy	cs_CZ
dc.subject	polymerázy	cs_CZ
dc.subject	elektrochemie	cs_CZ
dc.subject	biokonjugace	cs_CZ
dc.subject	glykokonjugáty	cs_CZ
dc.subject	DNA	en_US
dc.subject	nucleotides	en_US
dc.subject	polymerases	en_US
dc.subject	electrochemistry	en_US
dc.subject	bioconjugations	en_US
dc.subject	glycoconjugates	en_US
dc.title	Modified nucleotides and DNA for electrochemical labelling and defined display of small molecules	en_US
dc.type	dizertační práce	cs_CZ
dcterms.created	2023
dcterms.dateAccepted	2023-03-14
dc.description.department	Department of Organic Chemistry	en_US
dc.description.department	Katedra organické chemie	cs_CZ
dc.description.faculty	Přírodovědecká fakulta	cs_CZ
dc.description.faculty	Faculty of Science	en_US
dc.identifier.repId	170663
dc.title.translated	Modifikované nukleotidy a DNA pro elektrochemické značení a definovanou prezentaci malých molekul	cs_CZ
dc.contributor.referee	Křen, Vladimír
dc.contributor.referee	Vrábel, Milan
thesis.degree.name	Ph.D.
thesis.degree.level	doktorské	cs_CZ
thesis.degree.discipline	Organic Chemistry	en_US
thesis.degree.discipline	Organická chemie	cs_CZ
thesis.degree.program	Organic Chemistry	en_US
thesis.degree.program	Organická chemie	cs_CZ
uk.thesis.type	dizertační práce	cs_CZ
uk.taxonomy.organization-cs	Přírodovědecká fakulta::Katedra organické chemie	cs_CZ
uk.taxonomy.organization-en	Faculty of Science::Department of Organic Chemistry	en_US
uk.faculty-name.cs	Přírodovědecká fakulta	cs_CZ
uk.faculty-name.en	Faculty of Science	en_US
uk.faculty-abbr.cs	PřF	cs_CZ
uk.degree-discipline.cs	Organická chemie	cs_CZ
uk.degree-discipline.en	Organic Chemistry	en_US
uk.degree-program.cs	Organická chemie	cs_CZ
uk.degree-program.en	Organic Chemistry	en_US
thesis.grade.cs	Prospěl/a	cs_CZ
thesis.grade.en	Pass	en_US
uk.abstract.cs	Souhrn Tato práce je zaměřena na enzymatickou syntézu sond pro elektrochemické značení, biokonjugace a ve své závěrečné kapitole, postavené na poznatcích získaných v předchozích částech, popisuje metodu pro přípravu vysoce funkcionalizované DNA modifikované na bázích, využitelnou pro kontrolovanou multivalentní prezentaci glykosidů. V první částí byla nalezena metoda pro přípravu nukleotidů nesoucích diolové skupiny. Sonogashirova reakce umožnila přístup k diolům připojeným přes alkynovou spojku, následná katalytická hydrogenace, poprvé popsána v literatuře, poté poskytla cestu k diolům připojeným přes flexibilní sp3 hybridizovanou spojku, a to bez použití chránících skupin. Štěpení diolů připojených k nukleotidům přes sp3 spojku, nikoliv však přes alkynovou spojku, vedlo ke vzniku nukleotidu modifikovaného alifatickým aldehydem. Všechny nukleotidy byly dobrými substráty pro KOD XL DNA polymerázu, jak v reakci extenze primeru, tak v polymerázové řetězové reakci, vyjma aldehydem modifikovaného dUTP, který byl akceptován v PEX, ale produkty PCR reakce vznikaly pouze ve směsích s přirozeným dTTP. Toto omezení bylo překonáno štěpením diolů až po inkorporaci do DNA, čímž také vznikla DNA modifikovaná aldehydovými skupinami. Všechny reaktivní sondy byly použiti pro biokonjugace s fluorescenčním hydrazeinem, pro...	cs_CZ
uk.abstract.en	This thesis is focused on enzymatic construction of DNA probes for electrochemical labelling, bioconjugations and, in the final part, building on knowledge gathered in previous chapters, it describes a method useful for construction of highly functionalized base-modified DNA enabling defined multivalent display of glycosides. In first chapter, a chemical route to diol-bearing nucleotides was found. Sonogashira reaction facilitated access to alkyne-tethered diols and subsequent catalytic hydrogenation, described for the first time in the literature, provided protection-free method for obtaining nucleotide diols tethered via flexible sp3 hybridized linker. Cleavage of alkane-linked, but not alkyne-linked, nucleotide diols yielded aliphatic nucleotide aldehyde. All nucleotides were found to be good substrates for KOD XL DNA polymerase in both primer extension and polymerase chain reaction, apart from aldehyde-linked dUCHO TP nucleotide, which performed well in PEX reaction, but gave PCR products only in a mixture with natural dTTP. This could be overcome by cleavage of diol-modified DNA, which also yielded aldehyde-functionalized dsDNA. All reactive probes were examined for bioconjugations with fluorescent hydrazine, reductive amination with lysine or lysine-containing peptides or other molecules...	en_US
uk.file-availability	V
uk.grantor	Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta, Katedra organické chemie	cs_CZ
thesis.grade.code	P
uk.publication-place	Praha	cs_CZ
uk.embargo.reason	Ochrana duševního vlastnictví, zejména ochrana vynálezů či technických řešení	cs
uk.embargo.reason	Protection of intellectual property, particularly protection of inventions or technical solutions	en
uk.thesis.defenceStatus	O
dc.identifier.lisID	9925816001806986