|
|
High sensitivity analysis and detection of ions
Vanko, Erik ; Plašil, Radek (vedoucí práce) ; Dohnal, Petr (oponent)
Tato práce zkoumá odezvu detektoru MCP (MicroChannel Plate) a účinnost čítaní pulzů vytvořených dopadajícimi ionty různých hmotností v rozsahu používaného hmotnostního spektra počínající od 2 Da do 30 Da. Testy probíhaly na aparatuře s kryogenickou 22 - pólovou RF iontovou pastí, která se používá pro měření interakcí iontů. Po vypuštění iontů z pasti dochází k jejich detekci MCP detektorem. Po této detekci je naměřený signál zpracován diskriminátorem, jehož práh je zvolený na 10 mV. Důsledek zvoleného prahu diskriminátoru na měření je ztráta pulzů s amplitudou nižší než 10 mV. Z naměřených dat jsme porovnali procentuální ztráty pulzů pro měřené ionty a zároveň jsme odhadli horní hranici ztráty pulzů. Získané výsledky budou použity pro vyhodnocení měření na aparatuře s iontovou pastí.
|
|
|
Odprašování prachových zrn a jeho vazba na procesy v kosmickém prostoru.
Vyšinka, Marek ; Šafránková, Jana (vedoucí práce)
Název práce: Odprašování prachových zrn a jeho vazba na procesy v kosmickém prostoru Autor: Marek Vyšinka Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Jana Šafránková, DrSc., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Značná část hmoty v kosmickém prostoru se nachází ve formě pracho- vých zrn, malých kousků hornin o rozměrech řádově stovek nanometrů až stovek mikrometrů. Prach je v tomto prostředí vystaven dopadu energetických částic (elektronů, iontů, UV záření), které jej nabíjejí, ale i rozrušují jeho strukturu. Předložená práce se zabývá interakcí iontů s prachovými zrny, která vede jednak k modifikaci jejich povrchu prostřednictvím implantace iontů, ale i k jejich de- strukci prostřednictvím odprašování. V rámci práce představujeme dva modely interakce iontů s prachovými zrny - první pro určení implantačního profilu iontů a druhý pro určení tvaru odprašovaného zrna ležícího na povrchu většího tělesa. Výsledný tvar odprašovaného zrna následně porovnáváme s experimentem. Dů- ležitým výsledkem této práce jsou změřené odprašovací výtěžky pro kulová zrna z SiO2 při různých povrchových potenciálech zrna, které byly dosaženy současným bombardováním ionty a elektrony. Klíčová slova: ionty, prachová zrna, odprašování, odprašovací výtěžek, implan- tační profil 1
|
|
|
Pairing of biologically relevant ions in aqueous solutions
Baxová, Katarína ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Předota, Milan (oponent)
Významné artefakty vnáša do molekulovo-dynamických simulácií biologických systémov nezah'rňanie elektónovej polarizability divalentných iontov, ako napríklad Ca2+ , do silových polí. Dve novo-vyvinuté úpravy parametrov silových polí boli použité na výpočet profilov voľnej energie iontovej disociácie Ca2+ -Cl- vo vodnom prostredí na porovnanie s profilmi voľnej energie získanými pomocou ab-initio molekulovej dynamiky a z experimentálnych dát neutrónového rozptylu. Ďalej bol nasimulovaný dôkaz existencie lokálneho minima voľnej energie kon- taktného iontového páru dvojice guanidínium-guanidínium vo vodnom prostredí. Výsledné profily naznačujú celkovú preferenciu kontaktného iontového páru. Nakniec sme skúmali pasívny mechanizmus prechodu oligoarginínov cez mode- lové sytémy bunkovej membrány - lipidové vačky - metódami fluorescenčnej spek- troskopie. V rámci tohto projektu sme objavili prepojenie medzi membránovým prechodom a agregáciou a zlučovaním lipidových vačkov. 1
|
|
|
Modelování interakcí bílkovin s ionty a membránami
Kadlec, Jan ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Kolafa, Jiří (oponent)
Protein rekoverin, lokalizovaný ve vnějším segmentu membrán v tyčinkách v oku, je zapojen do adaptace na světlo a tmu. Tento vápníkový senzor podléhá při změně koncentrace vápníku konformační změně a dochází k vysunutí posttranslačně modifikovaného N-konce, myristoylu, ven z jádra proteinu. Následně rekoverin zakotví za pomoci myristoylu do membrány. Vazba rekoverinu na membránu je reverzibilní a závisí na koncentraci vápníku a konformaci rekoverinu. Tato práce se zabývá energetikou tohoto procesu s cílem objasnit, jakou měrou myristoylová modifikace na vazbu rekoverinu na membránu přispívá. Konkrétně se věnuje profilu volné energie zasunutí samotného myristamidu do membrány a elektrostatického příspěvku z vazby nemyristovaného rekoverinu namembránu. Dále se práce zaobírá vzájemným porovnáním těchto výsledků i konfrontací s experimentálními daty. K výpočtům profilů volné energie jsou využity metody molekulové dynamiky a deštníkového vzorkování. Tato práce též přispívá k objasnění procesu zanořování myristamidu do membrány a k pochopení fungování dosud nepopsaného procesu konformační změny rekoverinu a jeho následné vazby na membránu.
|
|
|
Odprašování prachových zrn a jeho vazba na procesy v kosmickém prostoru.
Vyšinka, Marek ; Šafránková, Jana (vedoucí práce) ; Stöckel, Jan (oponent) ; Wild, Jan (oponent)
Název práce: Odprašování prachových zrn a jeho vazba na procesy v kosmickém prostoru Autor: Marek Vyšinka Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Jana Šafránková, DrSc., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Značná část hmoty v kosmickém prostoru se nachází ve formě pracho- vých zrn, malých kousků hornin o rozměrech řádově stovek nanometrů až stovek mikrometrů. Prach je v tomto prostředí vystaven dopadu energetických částic (elektronů, iontů, UV záření), které jej nabíjejí, ale i rozrušují jeho strukturu. Předložená práce se zabývá interakcí iontů s prachovými zrny, která vede jednak k modifikaci jejich povrchu prostřednictvím implantace iontů, ale i k jejich de- strukci prostřednictvím odprašování. V rámci práce představujeme dva modely interakce iontů s prachovými zrny - první pro určení implantačního profilu iontů a druhý pro určení tvaru odprašovaného zrna ležícího na povrchu většího tělesa. Výsledný tvar odprašovaného zrna následně porovnáváme s experimentem. Dů- ležitým výsledkem této práce jsou změřené odprašovací výtěžky pro kulová zrna z SiO2 při různých povrchových potenciálech zrna, které byly dosaženy současným bombardováním ionty a elektrony. Klíčová slova: ionty, prachová zrna, odprašování, odprašovací výtěžek, implan- tační profil 1
|
|
|
Membrane interactions studied by advanced fluorescent techniques: From ions to macromolecules
Pokorná, Šárka ; Hudeček, Jiří (vedoucí práce) ; Konopásek, Ivo (oponent) ; Benda, Aleš (oponent)
Pokročilé fluorescenční techniky byly využity ke studiu tří různých projektů týkajících se biologických membrán a jejich interakcí. Následující práce je tedy rozdělena do tří samostatných kapitol, z nichž každá pojednává o jednom tématu. 1) Vliv iontů na modelové lipidové membrány byl osvětlen experimentálně metodou časově rozlišených posuvů fluorescence (TDFS, time dependent fluorescence shifts) a teoreticky pomocí molekulárně-dynamických simulací. Kombinace těchto dvou přístupů je vhodná k určení zásadních vlastností membrán jako je pohyblivost a hydratace konkrétní části membrány, uspořádání lipidové dvojvrstvy nebo vazebná místa iontů. Anionty ClO4 - , Br- , Cl- a F- , reprezentující Hofmeisterovu řadu, mají tendenci specificky interagovat s kladně nabitými molekulami lipidů v dvojvrstvě, což má vliv na uspořádání membrány. Změny pozorovaných parametrů odpovídají řazení Hofmeistrovy serie iontů. Účinky iontů jsou jak důsledkem přímé interackce iont-lipid, tak zprostředkovány nepřímo, tzn. pozměněním struktury vody v bezprostřední blízkosti molekuly iontu. Další práce, týkající se vápenatých iontů, prokázala, že Ca2+ mají afinitu jak k elektrostaticky neutrálním tak k záporně nabitým fosfolipidovým membránám, vazba iontů ovlivňuje organizaci membrány. Bylo identifikováno několik vazebných míst...
|
|
|
Computer modeling of ion protein interactions: Allo steric effects of phenolic ligands and ions on insulin hexamer struct ure
Palivec, Vladimír ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Fišer, Jiří (oponent)
Název práce: Počítačové modelování interakcí iontů s proteiny: Allosterický efekt iontů a fenolických ligandů na strukturu insulinového hexameru Autor: Vladimír Palivec Katedra: Katedra fyzikální a makromolekulární chemie PřF UK Vedoucí diplomové práce: prof. RNDr. Pavel Jungwirth, DSc., UOCHB AV ČR, v.v.i. Email vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: Insulinový hexamer je alosterický protein, který můžeme nalézt ve třech různých konformacích (T6, T3R3, R6). Tvorbu a konformaci inzulinového hexameru můžeme ovlivnit například vazbou iontů, či takzvaných fenolických ligandů. V této práci jsem zkoumal inzulinové hexamery v různých konformacích za pomoci molekulové dynamiky. Studie je rozdělena na dvě části. V první části zkoumám efekt vazby kationtů (Zn2+ , Ca2+ , K+ and Na+ ) na T6 a T3R3 inzulinové hexamery. V druhé části se zaměřím na neurotransmitery serotonin a dopamin, které by mohly sloužit jako fenolické ligandy v in vivo podmínkách. Výsledky první části výzkumu ukazují, že ionty s vysokou nábojovou hustotou (Zn2+ , Ca2+ ) jsou mnohem více lokalizované v kavitě, která se nachází uprostřed hexameru. Toto vede ke zpomalení difuze vodních molekul, což se projeví také tím, že uvnitř se nachází vždy pouze jeden kation. Monovalentní kationty tento efekt nemají. V druhé části práce ukáži, že z obou...
|
|
|
Ion Specific Hofmeister Effects on Peptides and Proteins
Hladílková, Jana ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Ettrich, Rüdiger (oponent) ; Horinek, Dominik (oponent)
Název práce: Iontově specifické hofmeisterovské efekty na peptidy a proteiny Autor: Ing. Jana Hladílková Katedra: Fyzikální a makromolekulární chemie Vedoucí doktorské práce: Prof. Pavel Jungwirth, DSc., ÚOCHB AV ČR E-mail vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: V této dizertaci byla použita klasická molekulová dynamika s pokročilými metodami analýzy dat pro doplnění a zároveň objasnění jevů týkající se Hofmeisterovy řady iontů. V kombinaci se širokým spekterem experimentálních metod byly studovány jak reálné proteiny, tak i modelové systémy v roztocích hofmeisterovských solí. Cílem práce bylo identifikovat a kvantifikovat specifické interakce iontů s peptidy a proteiny, které způsobují výsledné hofmeistrovské řazení kationtů a aniontů, či které toto pravidlo porušují. Příkladem nehofmeisterovského chování je zrychlení enyzmatické reakce BHMT transferázy pomocí draselných iontů, zatímco ostatní běžné monovalentní kationty nemají tento efekt. Molekulové simulace nám umožnily určit a detailně popsat vazebné místo poblíž aktivního místa enzymu, které bylo později krystalograficky potvrzeno. Specificita pro draselný kation byla vysvětlena na základě hydratačních vlastností jednotlivých kationtů a interakcí se záporně nabitými rezidui aktivního místa. Naproti tomu pouze malý efekt monovalentních...
|
|
|
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...
|
|
|
Studium nestabilních částic a prekurzorů biomolekul pomocí spektroskopických technik
Ferus, Martin ; Civiš, Svatopluk (vedoucí práce) ; Šponerová, Judit E. (oponent) ; Wild, Jan (oponent)
Předložená dizertační práce je složena ze studií zaměřených na spektroskopický popis, kinetiku a dynamiku molekul, radikálů a iontů v plazmě výboje a laserové jiskry. Výzkum těchto fragmentů je rozšířen o vznik biomolekul z těchto jednoduchých specií včetně vlivu látek s katalytickým účinkem. Dynamika radikálů, iontů a nestabilních molekul byla studována pomocí časově rozlišené spektrometrie s Fourierovou transformací. Byla měřena časově rozlišená emisní spektra výbojů v CH4, HCONH2, BrCN, CH3CN, CF3Br, (CF3)2CHBr a dalších plynech. Následně byl výboj simulován pomocí modelu zahrnujícího molekulární dynamiku, kolizní, chemické a radiační procesy. Modely byly porovnány s experimentálními výsledky a byla vysvětlena získaná emisní časově rozlišená spektra. Fitem na komplexní mechanismus byla experimentálně zjištěna hodnota rychlostní konstanty konverze HCN na HNC kolizí s excitovaným atomem vodíku. V rámci studia prekurzorů biomolekul bylo pomocí vysoce rozlišené infračervené absorpční spektrometrie s Fourierovou transformací analyzováno složení plynných látek vznikajících po expozici par formamidu a plynné směsi oxidu uhelnatého s dusíkem a izotopově značenou vodou laserové jiskře generované vysoce výkonným pražským laserovým systémem Asterix (PALS). Pomocí chemického modelu byla studována dynamika...
|
host ::
RSS.