Naše laboratoř se zabývá strukturními studiemi vybraných makromolekul a makromolekulárních komplexů. Tyto jsou studovány především pomocí rentgenové krystalografie s využitím biochemických, biofyzikálních a molekulárně-biologických technik. Poznání struktury proteinů a jejich komplexů je klíčové při zjišťování a popisu jejich funkce a objasnění detailního mechanismu působení, ale také třeba při vývoji terapeutik.

Za dobu existence laboratoře se nám podařilo charakterizovat více než 50 proteinů a jejich komplexů se substráty a popsat detailní mechanismus dehalogenační reakce, která má nesmírný význam při odbourávání toxických látek ze životního prostředí. Dále se zabýváme např. výzkumem proteinů z klíšťat ve snaze popsat proteiny účastnící se imunno-modulačních procesů.

Pod záštitou mezinárodní organizace Federace Evropských Biochemických Společností (FEBS) se nám podařilo v roce 2004 uspořádat první mezinárodní krystalizační kurz „Advanced methods in macromolecular crystallization“ a díky velmi pozitivnímu ohlasu ze strany studentů i přednášejících se z krystalizačního kurzu stala tradice, která se opakuje každé dva roky. Společně se španělskou Školou krystalografie patří tento Krystalizační kurz (UCH254) mezi nejlepší krystalizační kurzy na světě.

V naší laboratoři se dále věnujeme výchově mladých učitelů SŠ s aprobací chemie a druhý předmět, nejčastěji biologie nebo matematika. Tito studenti pracují jak na odborných projektech, také mají možnost vybrat si některý z projektů zaměřených didakticky.

V průběhu let jsme vychovali mladou generaci proteinových krystalografů, učitelů chemie, biologie a matematiky, řada našich doktorandů získala místa na prestižních univerzitách a institucích (Max Planck Institute v Německu, Karolinská univerzita ve Švédsku, Weizmann Institute of Science v Izraeli, atd.)

Řešené projekty:

1. Strukturní studie serinových proteáz (serpinů) z klíšťat Ixodes ricinus (Iripin-1, Iripin-3, Iripin-4, Iripin5 and Iripin-7).
2. Strukturní charakteristika komplexu mezi P4 proteinem z bakteriofága φ8 (Cystoviridae) a RNA
3. Studium in vitro interakce proteinů μNS a σNS ze strukturního a funkčního hlediska
4. Strukturní a funkční charakteriyace TBEV NS5 proteinu
5. Krystalografické studie bakteriofágních lysinů Am24, Ap22, Ecd7, Si3 and St11
6. Purifikace a krystalizace rekombinantních proteinů ve spolupráci s ostatními laboratořemi:
   AetF z Aetokthonos hydrillicola (Dr. Roman Sobotka, Centre Algatech, CAS,Třeboň)
   Β-lysostaphin z Staphylococcus aureus (Dr. Luboš Janda, VÚVeL Brno)
   tryptophan sythasa B z Psylocibe cubensis (Dr. Bernhard Rupp, University of Innsbruck)  stefin z Sphaerosora molnari (Dr. Pavla Sojková, Laboratory of Fish Protistology, BC AV ČR).
   galaktosidasa BgaD z Bacillus circulans (Dr. Pavla Bojarová a Prof. Vladimír Křen, MBÚ AV ČR)
   BopN protein z Bordetella pertussis (Dr. Ladislav Bumba, MBÚ AV ČR)
   

Spolupráce:

Doc. Roman Tůma (PřF JU)

Doc. Vít Straňák (PřF JU)

Dr. Jindřich Chmelař (PřF JU)

Dr. Michalis Kotsyfakis (BC AV ČR)

Doc. Pavlína Řežáčová (ÚOChB AV ČR)

Prof. Vladimír Křen (MBÚ AV ČR)

Dr. Ladislav Bumba (MBÚ AV ČR)

Prof. Jiří Damborský (MU Brno)

Doc. Radka Chaloupková (Enantis Brno)

Prof. J. M. Garcia-Ruiz a Dr. J. A. Gavira Gallardo (LEC and University of Granada, Spain)

Dr. Jeroen R. Mesters (University of Luebeck, Germany)

Prof. J. Ng a Dr. M. Pusey (University of Alabama, Huntsville, USA)

Studenti, alumni a témata prací

Studenti SOČ

• Andrea Akrebsová - Od vajíček až ke krystalům (Purifikace, charakterizace a krystalizace Lysozymu izolovaného z vaječných bílků) - školitel Barbora Kaščáková
• Veronika Pavlovcová - Izolace krystalického Albuminu z mléka (Purifikace, charakterizace a krystalizace Albuminu izolovaného z mléka) - školitel Barbora Kaščáková

 Studenti Bc. studia

• Věra Vopatková - Strukturní studie serpinu Iripin-4 z klíšťat Ixodes ricinus - školitel Barbora Kaščáková
• Nikola Spěvaková - Strukturní studie serpinu Iripin-5 z klíšťat Ixodes ricinus - školitel Barbora Kaščáková
• Aneta Fořtová - Krystalizační studie ptačího reovirálního proteinu σNS - školitel Barbora Kaščáková
• Michael Janda - Optimalizace a in-vitro studie formace ptačího reovirálního proteinu μNS - školitel Barbora Kaščáková
• * Libuše Rynešová - Výuka Biochemie na SŠ a gymnáziích, použití modelů při výuce a možnost výuky Biochemie v rámci STEM - školitel Ivana Kutá Smatanová

Studenti Mgr. studia

• Anna Koutská - Molekulárně-biochemická a strukturní charakterizace sekretovaného feritinu II z Ixodes ricinus - školitel Ivana Kutá Smatanová, školitel specialista Petra Havlíčková

• Pavla Petráňová - Molekulárně biologická a krystalizační studie bakteriálních lysostafinů a jejich mutantních forem - školitel Ivana Kutá Smatanová, školitel specialista Petra Havlíčková
  

• * Bc. Jiří Nořinský – Video jako motivační prostředek pro výuku exaktních předmětů - školitel Ivana Kutá Smatanová

• * Bc. Matouš Křiváček – Sbírka laboratorních úloh pro střední školy a gymnázia – školitel Michal Kutý

• * Bc. Marie Kubátová – Krystalografie jako doplňující téma ve výuce na SŠ a gymnáziích v rámci výuky chemie a z pohledu STEM – školitel Ivana Kutá Smatanová

*pedagogicky zaměřené projekty

Studenti PhD. studia

• Barbora Kaščáková – Structure-functional study of protease inhibitors from Ixodes ricinus.

• Petra Havlíčková – Structural studies of TBEV NS proteins.

• Darya Peramotava – Structure-functional study of selected proteins.

• Andrii Mazur - Crystallographic studies of multimeric haloalkane dehalogenases.

Alumni

Studenti Bc. studia

Katharina Wiener, Zuzana Dvorníková, Marie Kubátová, Anna Koutská, Rudolf Binder, Matouš Křiváček, Vendula Flanderová, Kristýna Rejžková, Ivana Berková, Petra Havlíčková, Tomáš Štěpánek, Jiří Emmer, Pavel Malcher, Jakub Jung, Martin Papež, Josef Řežábek, Pavel Němec

Studenti Mgr. studia

Bc. Kateřina Machulová, Bc. Žaneta Reindlová, Bc. Petra Havlíčková, Bc. Kristýna Rejžková, Bc. Pavel Malcher, Bc. Julie Wolfová, Bc. Jiří Emmer

Studenti PhD studia

Mgr. Katsiaryna Tratsiak, Mgr. Iuliia Iermak, Mgr. Oxana Degtjarik, Mgr. Ekaterina Sviridova, Mgr. Maryna Lahoda, Mgr. Alena Stsiapanava, Mgr. Julie Wolfová, Mgr. Ivana Tomčová, MSc. Tatyana Prudnikova

Studenti DVPP studia

RNDr. Lenka Bittová, Ph.D.

Učebnice a výukový materiál:

Ivana Kutá Smatanová a kol: Experimentální metody – praktika. Český učební text pro studenty s návody k praktickým cvičením (elektronická verze)

Michal Kutý, Ivana Kutá Smatanová: Chemie v příkladech. Český učební text pro studenty 1. roč. FROV (tištěná verze)

Ivana Kutá Smatanová, Michal Kutý: Laboratorní cvičení z chemie.  Český učební text pro studenty 1. roč. FROV (tištěná verze)

Ivana Kutá Smatanová: Crystallization of biological macromolecules. Anglický učební text pro studenty s návody k praktickým cvičením (elektronická verze)

Ivana Kutá Smatanová: Krystalizace biologických makromolekul. Český učební text pro studenty (elektronická verze)