|
|
Model membranes studied by advanced fluorescence techniques and molecular dynamics simulations
Melcrová, Adéla ; Hof, Martin (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Úvod této práce se věnuje popisu biofyzikálních vlastností modelů plazmatic- ké membrány během procesů buněčné signalizace, jako je zvýšená koncentrace cytosolické koncentrace vápníku nebo posttranslační modifikace membránových proteinů. Vápníková signalizace je charakteristická rychlým nárůstem koncen- trace vápníku v cytosolu buňky. V našem výzkumu jsme identifikovali specifická vazebná místa pro vápník a charakterizovali jeho vázání v modelech plazmatic- ké membrány se vzrůstající složitostí. Začali jsme s nejjednodušším modelem dvouvrstvy fosfolipidů, dále obohacené o cholesterol a peptidy. Nejsložitějším modelem pak jsou membrány extrahované z buněk HEK293. V experimentech používáme metodu časově závislého posunu fluorescence, která poskytuje přímou informaci o hydrataci a mobilitě v definovaných místech studované membrány. Experimenty jsou doplněny o molekulárně dynamické (MD) simulace, díky kterým získáme molekulární detail studovaných interakcí. Signalizace PAG proteinu je spuštěna jeho dvojí palmitoylací. Naše studium je zaměřeno na změny v biofyzikálních charakteristikách jak samotného peptidu, tak okolní lipidové membrány po připojení těchto palmitoylů. Za pomoci ato- mistických MD...
|
|
|
Effect of acid-base equilibria on the association behaviour of polyelectrolytes
Staňo, Roman ; Košovan, Peter (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent)
Název práce: Vliv acidobazických rovnováh na asociační chování polyelektroly- tovů Autor: Roman Staňo Katedra: Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Školitel: RNDr. Peter Košovan, Ph.D., Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Abstrakt: Makromolekuly jejichž monomérní jednotky nesou náboj, jsou v přírodě rozšířenými stavebními bloky. Struktura a aktivita těchto makromolekul je ovlivněna množstvím náboje na polymerním řetězci, které může být regulováno například prostředníctvím pH. Makromolekulární materiály schopné reagovat na změny pH okolí jsou velice perspektivní pro aplikace jako nosiče pro cílené uvol- ňování léčiv, nebo jako reverzibilní hydrogely. Fundamentální principy regulace náboje prostřednictvím pH však stále nejsou dostatečně objasněny, a to jak v přírodních, tak syntetických systémech. Důvodem může být nedostatek vhodných teoretických modelů a výpočetních metod. V této práci jsme použili zrhubené modely a molekulové simulace, abychom porozuměli fyzikálním principům aci- dobazických rovnováh v makromolekulárních systémech ve vztahu k multiva- lenci a struktuře makromolekul. Představili jsme nový model komplexních koac- ervátů a použili jej k popisu fázové a rozdělovací...
|
|
|
Ion-Protein Interactions
Heyda, Jan
Název práce: Interakce iontů s proteiny Autor: Mgr. et Mgr. Jan Heyda Katedra: Fyzikální a makromolekulární chemie Vedoucí doktorské práce: Prof. Pavel Jungwirth, DSc., ÚOCHB AV ČR, v.v.i. E-mail vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: V předkládané práci byly použity metody molekulové dynamiky v kom- binaci s pokročilými technikami analýzy k získání detailních informací a pro hlubší pochopení interakcí mezi ionty a proteiny v roztocích. Proto byly zkoumány systémy o různém stupni komplexity, počínaje roztoky molekulárních solí s drobnými frag- menty, podobajícími se funkčním skupinám aminokyselin, jako např. N-methylacetamid reprezentující peptidovou vazbu nebo alkylované amonné kationty. Dále se předmětem našeho studia staly jednotlivé kladně nabité aminokyseliny, u nichž byla popsána silná interakce s malým fluoridovým aniontem, jež je však pro větší halogenidy (Cl− , Br− , I− ) výrazně zeslabena. Toto pozorování bylo prohloubeno objevem vysoké citlivosti fluoridu na rozložení náboje na amonné skupině, bočním řetězci lysinu a N-konci glycinu, zatímco jodid zde vykazoval pouze velice nízkou citlivost. Následně bylo prokázáno, že u krátkých kladně nabitých peptidových úseků v polyargininu a dihistidinu...
|
|
|
Effect of acid-base equilibria on the association behaviour of polyelectrolytes
Staňo, Roman ; Košovan, Peter (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent)
Název práce: Vliv acidobazických rovnováh na asociační chování polyelektroly- tovů Autor: Roman Staňo Katedra: Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Školitel: RNDr. Peter Košovan, Ph.D., Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Abstrakt: Makromolekuly jejichž monomérní jednotky nesou náboj, jsou v přírodě rozšířenými stavebními bloky. Struktura a aktivita těchto makromolekul je ovlivněna množstvím náboje na polymerním řetězci, které může být regulováno například prostředníctvím pH. Makromolekulární materiály schopné reagovat na změny pH okolí jsou velice perspektivní pro aplikace jako nosiče pro cílené uvol- ňování léčiv, nebo jako reverzibilní hydrogely. Fundamentální principy regulace náboje prostřednictvím pH však stále nejsou dostatečně objasněny, a to jak v přírodních, tak syntetických systémech. Důvodem může být nedostatek vhodných teoretických modelů a výpočetních metod. V této práci jsme použili zrhubené modely a molekulové simulace, abychom porozuměli fyzikálním principům aci- dobazických rovnováh v makromolekulárních systémech ve vztahu k multiva- lenci a struktuře makromolekul. Představili jsme nový model komplexních koac- ervátů a použili jej k popisu fázové a rozdělovací...
|
|
|
Model membranes studied by advanced fluorescence techniques and molecular dynamics simulations
Melcrová, Adéla ; Hof, Martin (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Úvod této práce se věnuje popisu biofyzikálních vlastností modelů plazmatic- ké membrány během procesů buněčné signalizace, jako je zvýšená koncentrace cytosolické koncentrace vápníku nebo posttranslační modifikace membránových proteinů. Vápníková signalizace je charakteristická rychlým nárůstem koncen- trace vápníku v cytosolu buňky. V našem výzkumu jsme identifikovali specifická vazebná místa pro vápník a charakterizovali jeho vázání v modelech plazmatic- ké membrány se vzrůstající složitostí. Začali jsme s nejjednodušším modelem dvouvrstvy fosfolipidů, dále obohacené o cholesterol a peptidy. Nejsložitějším modelem pak jsou membrány extrahované z buněk HEK293. V experimentech používáme metodu časově závislého posunu fluorescence, která poskytuje přímou informaci o hydrataci a mobilitě v definovaných místech studované membrány. Experimenty jsou doplněny o molekulárně dynamické (MD) simulace, díky kterým získáme molekulární detail studovaných interakcí. Signalizace PAG proteinu je spuštěna jeho dvojí palmitoylací. Naše studium je zaměřeno na změny v biofyzikálních charakteristikách jak samotného peptidu, tak okolní lipidové membrány po připojení těchto palmitoylů. Za pomoci ato- mistických MD...
|
|
|
Interakce slabých polyelektrolytů s multivalentními ionty
Staňo, Roman ; Košovan, Peter (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent)
Prostřednictvím molekulárních simulací studujeme disociační chování slabých polykyselin s přídavkem soli. Slabé polykyseliny jsou makromolekuly, které ne- sou slabě kyselé skupiny a proto sa jejich ionizace mění s pH. Titrační křivka takové kyseliny se odchyluje od ideální - její ionizace je potlačena kvůli silnému odpuzování mezi nabitými skupinami na kontuře polykyseliny. Přítomnost soli v roztoku polykyse- liny zvyšuje ionizaci vlivem účinků elektrostatického stínění a kondenzace protiiontů. Vliv valence na ionizaci slabých polykyselin soli nebyl doposud zkoumán, i když hraje důležitou roli v biologických procesech. V této práci studujeme roztoky slabých poly- kyselin s přídavkem solí různé valence kationtů (+1,+2,+3) při konstantním poměru náboje kationtů k počtu polymérnych segmentů. Pozorujeme, že zvyšování valence ka- tiontů soli podporuje ionizaci polyelektrolytů způsobem, který se liší od efektu zvýšení iontové síly. Vyšší valence protiiontů vede k nižší hodnotě kritického Manningova pa- rametru a způsobuje silnou kondenzaci protiiontů, která vede k další ionizaci poly- elektrolytů v důsledku korelací mezi kondenzovanými protiionty a nabitými skupinami polyelektrolytů.
|
|
| |
|
|
Automatická analýza dat v kapilární zónové elektroforéze
Ördögová, Magda ; Dubský, Pavel (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent)
Vyhodnocování dat v kapilární zónové elektroforéze obvykle zahrnuje mnoho kroků, které vyžadují využití několika různých softwarů. Kromě vyhodnocení samotných elektroforeogramů je obvykle cílem získaná data dále zpracovávat, například fitováním vhodnou regresní funkcí za účelem získání fyzkálně-chemických parametrů separace (např. konstant stability komplexu analytu s přidaným komplexujícím činidlem). Důležitá je také znalost přesnosti takového vyhodnocení (tj. chyby se kterou byly parametry stanoveny). V rámci této práci byly implementovány nové části programu Eval, který původně sloužil pouze k vyhodnocování elektroforeogramů. Nově byla do programu přidána funkce automatického proložení píku analytu Haarhoff-van der Lindeho funkcí, která je řešením rovnice kontinuity v kapiláře při použití Diracovy funkce jako počáteční podmínky. Velice častým jevem v kapilární elektroforéze je použití kompletačních činidel za účelem zlepšení separace. Z fyzikálně-chemického hlediska nás zajímají parametry, které tuto komplexaci charakterizují. Proto byla do programu Eval přidána možnost fitovat získané závislosti mobility na koncentraci komplexující látky rovnicí rektangulární hyperboly a pro získané regresní parametry vykreslit profilové diagramy, ze kterých je možné odečíst konfidenční interval na libovolné...
|
|
|
Ion-Protein Interactions
Heyda, Jan
Název práce: Interakce iontů s proteiny Autor: Mgr. et Mgr. Jan Heyda Katedra: Fyzikální a makromolekulární chemie Vedoucí doktorské práce: Prof. Pavel Jungwirth, DSc., ÚOCHB AV ČR, v.v.i. E-mail vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: V předkládané práci byly použity metody molekulové dynamiky v kom- binaci s pokročilými technikami analýzy k získání detailních informací a pro hlubší pochopení interakcí mezi ionty a proteiny v roztocích. Proto byly zkoumány systémy o různém stupni komplexity, počínaje roztoky molekulárních solí s drobnými frag- menty, podobajícími se funkčním skupinám aminokyselin, jako např. N-methylacetamid reprezentující peptidovou vazbu nebo alkylované amonné kationty. Dále se předmětem našeho studia staly jednotlivé kladně nabité aminokyseliny, u nichž byla popsána silná interakce s malým fluoridovým aniontem, jež je však pro větší halogenidy (Cl− , Br− , I− ) výrazně zeslabena. Toto pozorování bylo prohloubeno objevem vysoké citlivosti fluoridu na rozložení náboje na amonné skupině, bočním řetězci lysinu a N-konci glycinu, zatímco jodid zde vykazoval pouze velice nízkou citlivost. Následně bylo prokázáno, že u krátkých kladně nabitých peptidových úseků v polyargininu a dihistidinu...
|
|
|
Ion - Protein Interaction
Heyda, Jan ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Hof, Martin (oponent) ; Ettrich, Rüdiger (oponent)
Název práce: Interakce iontů s proteiny Autor: Mgr. et Mgr. Jan Heyda Katedra: Fyzikální a makromolekulární chemie Vedoucí doktorské práce: Prof. Pavel Jungwirth, DSc., ÚOCHB AV ČR, v.v.i. E-mail vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: V předkládané práci byly použity metody molekulové dynamiky v kom- binaci s pokročilými technikami analýzy k získání detailních informací a pro hlubší pochopení interakcí mezi ionty a proteiny v roztocích. Proto byly zkoumány systémy o různém stupni komplexity, počínaje roztoky molekulárních solí s drobnými frag- menty, podobajícími se funkčním skupinám aminokyselin, jako např. N-methylacetamid reprezentující peptidovou vazbu nebo alkylované amonné kationty. Dále se předmětem našeho studia staly jednotlivé kladně nabité aminokyseliny, u nichž byla popsána silná interakce s malým fluoridovým aniontem, jež je však pro větší halogenidy (Cl− , Br− , I− ) výrazně zeslabena. Toto pozorování bylo prohloubeno objevem vysoké citlivosti fluoridu na rozložení náboje na amonné skupině, bočním řetězci lysinu a N-konci glycinu, zatímco jodid zde vykazoval pouze velice nízkou citlivost. Následně bylo prokázáno, že u krátkých kladně nabitých peptidových úseků v polyargininu a dihistidinu...
|
host ::
RSS.