Fluorescenční substráty měnící své fyzikální vlastnosti při interakci s katalytickými proteiny poskytují atraktivní nástroj k detailnímu studiu enzymatických reakcí, kinetiky a mechanismu často až do úrovně měření jediné molekuly. Fluorescenční substráty mohou sloužit jako rychlý nástroj pro hodnocení rozsáhlých knihoven proteinových variant v procesu řízené evoluce. V současné době je k dispozici limitované množství fluorescenčních substrátů pro úzký počet vybraných enzymů. Cílem projektu je studium problematiky fluorescenčních substrátů a kvantifikace klíčových fyzikálních parametrů pro jejich využití v biochemickém výzkumu. Experimentální část práce bude zaměřena na vývoj a charakterizaci fluorescenčních substrátů pro modelové enzymy, pro které není žádná vhodná molekula dosud známa. Struktury potenciálních fluorescenčních substrátů, vybraných na základě energetických výpočtů, budou podrobně charakterizovány jak po stránce interakce s modelovými enzymy, tak po stránce fotofyzikálních vlastností se zaměřením na jejich změny v jednotlivých fázích reakce (např. enzym-substrát komplex, intermediát, produkt ve vázané a volné formě). Během experimentů budou hodnoceny změny ve fluorescenční intenzitě, polarizaci, emisních či absorpčních maximech a časově rozlišené fluorescenci. Fluorescenční substráty budou využity v mikrofluidice, tranzitní kinetice, v enzymologických měřeních jednotlivých molekul a v řízené evoluci.