Študijný program: Biofyzika, študijný odbor: Fyzika, I. stupeň štúdia

Študijný program: Biofyzika, študijný odbor: Fyzika, II. stupeň štúdia

Študijný program: Biofyzika, študijný odbor: Fyzika, III. stupeň štúdia

Študijný program: Biochémia, študijný odbor: Chémia, III. stupeň štúdia

Praktikum k experimentálnym metódam biofyziky II - Biofyzika, I. stupeň štúdia

Moderné trendy v biofyzike - Biofyzika, I. stupeň štúdia

Experimentálne metódy biofyziky - Biofyzika, II. stupeň štúdia

Biochémia pre fyzikov II - Biofyzika, I. stupeň štúdia

Experimentálne metódy k DP - Biofyzika, II. stupeň štúdia

Biochémia pre fyzikov I - Biofyzika, I. stupeň štúdia

Biofyzika v biomedicíne a biotechnológiách - Biophysics, I. stupeň štúdia

Analýza biofyzikálnych experimentov - Biophysics, I. stupeň štúdia

Nanomechanics of the substrate binding domain of Hsp70 determine its allosteric ATP-induced conformational change / Soumit Sankar Mandal ... [et al.]. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America. - ISSN 0027-8424. - Vol. 114, no. 23 (2017), s. 6040-6045. [MANDAL, Soumit Sankar (20%) - MERZ, Dale R. (20%) - BUCHSTEINER, Maximilian (5%) - DIMA, Ruxandra I. (5%) - RIEF, Matthias (5%) - ŽOLDÁK, Gabriel (45%) ]

Analysis of IgG kinetic stability by differential scanning calorimetry, probe fluorescence and light scattering / Michal Nemergut ... [et al.]. - Č. projektu: VVGS 2016-72642,, VEGA 1/0423/16, APVV 15-0069. In: Protein Science. - ISSN 0961-8368. - Vol. 26, no. 11 (2017), s. 2229-2239. [NEMERGUT, Michal (15%) - ŽOLDÁK, Gabriel (10%) - SCHAEFER, Jonas V. (5%) - KAST, Florian (5%) - MIŠKOVSKÝ, Pavol (5%) - PLÜCKTHUN, Andreas (10%) - SEDLÁK, Erik (50%) ]

Subnanometre enzyme mechanics probed by single-molecule force spectroscopy / Benjamin Pelz ... [et al.]. In: Nature Communications. - ISSN 2041-1723. - Vol. 7 (2016), s. 10848-10848. [PELZ, Benjamin (40%) - ŽOLDÁK, Gabriel (20%) - ZELLER, Fabian (10%) - ZACHARIAS, Martin (10%) - RIEF, Matthias (20%) ]

Nucleotides regulate the mechanical hierarchy between subdomains of the nucleotide binding domain of the Hsp70 chaperone DnaK / Daniela Bauer ... [et al.]. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - ISSN 0027-8424. - Vol. 112, no. 33 (2015), p. 10389-10394. [BAUER, Daniela (20%) - MERZ, Dale R. (5%) - PELZ, Benjamin (5%) - THEISEN, Kelly E (5%) - YACYSHYN, Gail (5%) - MOKRANJAC, Dejana (5%) - DIMA, Ruxandra I. (5%) - RIEF, Matthias (20%) - ŽOLDÁK, Gabriel (20%) ]

A Compact Native 24-Residue Supersecondary Structure Derived from the Villin Headpiece Subdomain / Henry G. Hocking ... [et al.]. In: Biophysical Journal. - ISSN 0006-3495. - Vol. 108, no. 3 (2015), s. 678-686. [HOCKING, Henry G. (20%) - HAESE, Florian (20%) - MADL, Tobias (5%) - ZACHARIAS, Martin (5%) - RIEF, Matthias (5%) - ŽOLDÁK, Gabriel (45%) ]

01/2019 – 12/2021, Zodpovedný riešiteľ, VEGA 1/0175/19, Agregácia imunoglobulínov a predikcia ich koloidálnej stability pomocou pokrocilých kinetických analýz,

Stabilita imunoglobulínov G (IgG) je jednou z kľúčových vlastností ovplyvňujúcich úspešnú klinickú aplikáciu

imunoterapeutík. Získanie korektných parametrov popisujúcich stabilitu a agregáciu IgG je ambicióznou úlohou

hlavne v dôsledku zložitosti viac-doménovej štruktúry IgG. Naša skupina vyvinula kinetický model konformačnej

stability, ktorý na základe analýzy teplotných profilov IgG dokáže určiť kinetickú a konformačnú stabilitu proteínu

v širokom rozpätí teplôt. V tomto projekte zistíme ako exogénne (napr. pH, ionová sila, osmolyty) a endogénne

(napr. glykozylácia, mutácie, fragmentácia) faktory ovplyvňujú kinetickú a koloidálnu stabilitu vybraných IgG.

Naše metodiky vyvinuté v predchádzajúcich projektoch nám umožnia pochopiť molekulárnu podstatu

spomínaných faktorov. Získané experimentálne dáta ďalej nám umožnia získať unikátny set parametrov

kinetickej stability, ktorý budeme môcť implementovať do koncepčného vývoja prediktívnych metód a postupov

zameraných na určenie koloidálnej stability IgG.

 01/2019 – 12/2023, Zodpovedný riešiteľ, APVV-18-0285, Pochopenie mechanizmu inaktivácie IgG využitím individuálnych molekúl Hsp70 šaperónu a laserovej optickej pinzety,

Protilátky IgG triedy sú vďaka ich klinicky overeným terapeutickym účinkom atraktívnou skupinou proteínov. Ich štruktúrna a biochemicka komplexnosť a neobjasnený mechanizmus inaktivácie predstavujú výraznu bariéru pre ich vývoj ako terapeutických liečiv. Konkrétne, hlavným problémom pri výskume a vývoji protilátok je ich prirodzená tendencia strácať efektivitu v dôsledku neproduktívnych proteín-proteín interakcií, ktorých spúšťačom je pravdepodobne lokálne rozbaľovania určitých kritických oblastí štruktúry IgG. Tieto kritické oblasti vystavujú

hydrofóbne oblasti, ktoré reagujú s viacerými IgG molekulami čím vedú k tvorbe supramolekulových štruktúr neaktívných foriem protilátok. V súčasnosti je veľkou výzvou základného výskumu pochopiť mechanizmus inaktivácie IgG a charakterizovať jednotlivé stavy, ktoré vedú k inaktivácií. Tieto stavy však v dôsledku krátkej doby existencie sú neviditeľné pre konvenčné experimentálne techniky a momentálne

neexistuje citlivá metóda na monitorovanie takýchto stavov. V tomto projekte by sme chceli využiť jedinečnú kombináciu merania individuálnych molekúl pomocou laserovej optickej pinzety a funkčnej vlastnosti šaperónov teplotného šoku, Hsp70, viazať hydrofóbne oblasti tepelne stresovaných proteínov (tzv. klientov). Vyvinieme senzor na báze heat shock protein 70 (Hsp70) a detailne charakterizujeme interakciu Hsp70 a stresovaných IgG molekúl. V nadväznosti na biologický cyklus Hsp70 šaperónu, použijeme pri našich experimentoch aj pomocné proteíny tzv. ko-šaperóny Hsp40 a GrpE, ktoré výrazne ovplyvňujú viazanie klientov. V paralelnej línii bude táto vetva projektu doplnená dôkladným preskúmaním IgG inaktivačného mechanizmu použitím konvenčných metód, ktoré nám umožnia kritickú evaluáciu šaperónového senzora. Ďalej budeme skúmať knižnice nízkomolekulových látok za úcelom potláčenia inaktivácie IgG, ktorá bude monitorovaná Hsp70

senzorom.

01/2021 – 12/2023, Zodpovedný riešiteľ, KEGA 005UPJŠ-4/2021, eduLab - edukačné laboratórium lab-on-a-chip technológie pre zrýchlenie inovácií diagnostických metód na Slovensku,

Súčasná pandemická situácia radikálnym spôsobom zadefinovala nové špecifické požiadavky na výuku koncepčného vývoja diagnostických nástrojov s úlohou ochrany zdravia spoločnosti. Vývoj moderných diagnostických metód vyžaduje kombináciu biologického a teoreticko-experimentálneho fyzikálneho interdisciplinárneho prístupu, ktorý momentálne absentuje v akademickom prostredí.Cieľom projektu je poskytnúť inovatívne prostredie na výučbu lab-on-a-chip technológie (LoC), ktorá zahŕňa všetky dôležité štádia vývoja. Študenti sa budú postupne venovať základným princípom mikrofluidných zariadení a ich fyzikálnemu modelovaniu, skonštruujú vlastné lab-on-a-chip zariadenia so schopnosťou laserovej optickej manipulácie mikročastíc a vyhodnocovaním nameraných dát. Nástroje a zariadenie laboratória umožnia študentom získať praktické a teoretické zručnosti pre komplexné zvládnutie moderných lab-on-a-chip technológií s potenciálnou možnosťou

pre vývoj vlastných aplikácií, napr. v oblasti diagnostiky v biomedicíne.

01/2021-06/2023, Garant projektu, 313011AUW6, Biopickmol, Vývoj nanosenzorických fotonických systémov na rýchlu detekciu vírusov využitím metód riadenej evolúcie proteínovýchplatforiem: prípad SARS-CoV-2.

Vývoj detekčného fotonického systému, vývoj špecifických detekčných čipov, Funkcionalizácia povrchu čipu nanovrstvou molekúl špecifických proteínov vyvinutých metódou riadenej evolúcie vybraných proteínových platforiem. Tvorba nanovrstiev proteínov na detekčnom čipe bude prebiehať pomocou kontrolovanej špecifickej chemickej konjugácie, čim dosiahneme optimálnu efektivitu viazania a reprodukovateľnosť detekčných vlastností. Po nanesení vzorky inaktivovaného vírusu na funkcionalizovaný čip bude prítomnosť vírusu detegovaná na základe zosilneného ramanovského spektra povrchovými plazmónmi. Na detekciu signálu z funkcionalizovaných čipov bude vyvinutý detekčný systém bioRAMASCOPE. bioRAMASCOPE bude spĺňať špecifické požiadavky týkajúce sa detekčných limitov a spoľahlivosti prevádzky vyžadovaných pre detekciu vírusu SARS-CoV-2. Pomocou moderných selekčných metód proteínového inžinierstva sa budú vyvíjať artificiálne proteíny ako nové biologické entity s väzobnou funkciou, ktorá sa špecializuje na špecifické viazanie inaktivovaných vírusov. Na základe kombinácie viazania rôznych epitopov plánujeme dosiahnúť vysokú citlivosť a špecificitu vyselektovaných proteínových platforiem voči rôznym typom vírusov, vrátane SARS-CoV-2. 

01/2016 – 12/2017, Zodpovedný riešiteľ, PPP DAAD Tschechien 2 J.. Návrh fluorescenčnej metódy na kvantifikáciu interakcie proteín-proteín v rámci rodiny 14-3-3. Bilaterálny grant. ID. 5020923