Loschmidtovy laboratoře proteinového inženýrství

Výzkumný program Proteinové inženýrství se zaměřuje na základní principy enzymatické katalýzy a na vývoj proteinů pro environmentální, chemické a biomedicínské aplikace. Pro přípravu unikátních proteinů s požadovanými vlastnostmi využívá počítačový design a metody řízené evoluce. Pro racionální návrh proteinů a jejich využití v živých organismech vyvíjí nové metodické koncepty, matematické modely, softwarové nástroje a mikrofluidní platformy.

Výzkumný program se v jedné ze svých klíčových aktivit zaměřuje na neprozkoumané informace v genetických databázích. Tyto informace se násobí každých patnáct měsíců, zatímco nástroje pro analýzu takových dat a jejich využití pro vývoj nových proteinů jsou velmi omezené. Výzkumné aktivity programu proto doplňují konstrukci užitečných proteinů proteinovým inženýrstvím analýzou velkých dat uložených v genomických databázích. Budou vyvinuty nové algoritmy, matematické modely a počítačové programy pro analýzu genetických informací v databázích. Identifikované geny budou exprimovány, purifikovány a charakterizovány pomocí nově navržených mikrofluidních čipů. Výsledky výzkumu jsou následující: (i) algoritmy, matematické modely a softwarové nástroje pro monitorování databází a prioritizaci genů pro experimentální studium, (ii) mikrofluidní čipy pro rychlou charakterizaci enzymů a (iii) nové znalosti strukturně-funkčních vztahů a molekulární evoluce.

Výzkumný program je také znám úzkou spoluprací teoretiků s experimentátory a přenosem výsledků výzkumu do praxe. Výzkumný program v současné době pracuje na řadě témat vedoucích k novým biomateriálům, diagnostickým nástrojům a biofarmakům. Také pracuje ve spolupráci s klinickými partnery na vývoji termostabilních růstových faktorů pro kultivaci kmenových buněk a hojení ran, nové generaci trombolytik pro účinnou léčbu akutní mrtvice, diagnostických nástrojů pro Alzheimerovu chorobu a webového serveru pro navigaci léčby onkologických pacientů.

Hlavními mezinárodními partnery výzkumného programu jsou University of Cambridge (UK), ETH Zurich (CH), University of Greifswald (D), KTH Stockholm (S), University Groningen (NL), Rutgers University (USA), University Washington (USA), Mayo Clinic (USA) a Tohoku University (J).