|
|
Simulation of processes in cellular membranes
Melcr, Josef ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce)
Simulace of procesů v buněčných membránách Abstrakt Mnoho důležitých procesů v buňkách probíhá prostřednictvím iontů. Například fúze synaptických váčků s membránami nervových buněk je kontrolována dvojmocným kationtem Ca2+ , zatímco výměna Na+ a K+ řídí rychlý elek- trický přenos vzruchů neurony. Vyšetřili jsme modelové fosfolipidové membrány a jejich interakce s těmito biologicky relevantními ionty. S použitím molekulárně dynamických simulací jsme přesně určili jejich vzájemé afinity vůči neutrálním a negativně nabitým fosfolipidovým dvojvrstvám. K tomu bylo nutné vyvi- nout nové vylepšené modely fosfolipidů nazvané ECC-lipids, které obsahují polarizaci elektronů pomocí korekce na elektronové kontinuum implemento- vané přeškálováním nábojů. Naše simulace s tímto novým silovým polem poprvé dosahují kvantitativní shody s experimentálně zjištěným konceptem lipidového elektrometru pro POPC a i pro POPS se všemi studovanými ka- tionty. Kromě toho jsme také zkoumali vliv transmembránového napětí na fosfolipidové dvojvrstvy. Elektrické pole indukované napětím se vyskytuje výhradně v hydrofóbní části membrány, kde má téměř konstantní intenzitu. Toto pole ovlivňuje strukturu blízkých molekul...
|
|
|
Draslík v osmoregulaci rostlin
Kholová, Kateřina ; Tylová, Edita (vedoucí práce) ; Konrádová, Hana (oponent)
Draslík je v rostlině velmi mobilní a je čile transportován přes membrány, za pomoci transportérů a kanálů. Vyskytuje se v rostlině výhradně ve formě iontu K+. Rovněž ve formě tohoto iontu je přijímán z půdního roztoku a to pomocí transportéru HAK5 a kanálu AKT1. Kanál SKOR a transportér KUP7 zprostředkovává přenos K+ do xylému. Klíčová je role draslíku jako osmoticky aktivního prvku, který reguluje množství vody v buňkách a tím i udržování turgoru, nezbytného pro udržení tvaru rostlinné buňku a její růst. Jako modelový systém pro popis procesů souvisejících s osmotickou funkcí K+ se rozšířilo využití průduchů. V průduchách, totiž pohyb K+ umožňuje regulaci otevírání a zavírání apertury na principu změn turgoru. Do svěracích buněk zajišťují transport K+ kanály KAT1, KAT2, AKT1 a AKT2, odvod K+ naopak obstarává kanál GORK na plazmatické membráně a TPK1 na tonoplastu. Draslík také podporuje transport asimilátů ve floému, v čemž hraje roli kanál AKT2. Právě osmotické funkce K+ jsou hlavním tématem této bakalářské práce, která shrnuje aktuální poznatky o transportních mechanismech K+ nezbytných pro funkci K+ jako osmoticky aktivní látky.
|
|
|
Simulation of processes in cellular membranes
Melcr, Josef ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Otyepka, Michal (oponent) ; Tarek, Mounir (oponent)
Simulace of procesů v buněčných membránách Abstrakt Mnoho důležitých procesů v buňkách probíhá prostřednictvím iontů. Například fúze synaptických váčků s membránami nervových buněk je kontrolována dvojmocným kationtem Ca2+ , zatímco výměna Na+ a K+ řídí rychlý elek- trický přenos vzruchů neurony. Vyšetřili jsme modelové fosfolipidové membrány a jejich interakce s těmito biologicky relevantními ionty. S použitím molekulárně dynamických simulací jsme přesně určili jejich vzájemé afinity vůči neutrálním a negativně nabitým fosfolipidovým dvojvrstvám. K tomu bylo nutné vyvi- nout nové vylepšené modely fosfolipidů nazvané ECC-lipids, které obsahují polarizaci elektronů pomocí korekce na elektronové kontinuum implemento- vané přeškálováním nábojů. Naše simulace s tímto novým silovým polem poprvé dosahují kvantitativní shody s experimentálně zjištěným konceptem lipidového elektrometru pro POPC a i pro POPS se všemi studovanými ka- tionty. Kromě toho jsme také zkoumali vliv transmembránového napětí na fosfolipidové dvojvrstvy. Elektrické pole indukované napětím se vyskytuje výhradně v hydrofóbní části membrány, kde má téměř konstantní intenzitu. Toto pole ovlivňuje strukturu blízkých molekul...
|
|
|
Vliv preanalytické fáze na vyšetření glukózy a kália v krvi.
ČERNÁ, Iva
Bakalářská práce se zabývá stanovením stability u glukózy a draslíku v krvi. Cílem této práce bylo otestovat stabilitu u obou zmíněných analytů a to vzhledem k prodlužujícímu se času od odběru vzorku po jeho separaci a teplotním podmínkám při skladování vzorků před analýzou. U glukózy byla stabilita testovaná ještě ve dvou různých materiálech a to v séru a plazmě s přídavkem inhibitoru glykolýzy.
|
|
|
Characterization of native and heterologously expressed membrane transporters in yeast using fluorescent probes
Zahumenský, Jakub ; Gášková, Dana (vedoucí práce) ; Cebecauer, Marek (oponent) ; Krůšek, Jan (oponent)
Transportéry plasmatické membrány kvasinekhrají důležitou úlohu v mnoha buněčných dějích. Mezi tyto děje patří například detoxikace a budování a udržování membránového potenciálu (ΔΨ). Metoda využívající fluorescenční sondu diS-C3(3) vyvinuta na Oddělení biofyziky Fyzikálního ústavu Univerzity Karlovy nám umožnila pohodlně studovat obojí a je zároveň vhodným nástrojem pro sledování změn těchto důležitých parametrů. Mnohé studie jak na živočišných buňkách, tak i na kvasinkách, ukázali, že etanol a jiné alkoholy inhibují funkci různých membránových kanálů, receptorů a specifických transportérů. Jako mechanismus účinku byla uvažována přímá interakce alkoholů s těmito membránovými proteiny. V naší studii jsme pro identifikaci inhibitorů pump mnohočetné lékové rezistence použili metodu s fluorescenční sondou diS-C3(3) a sadu kvasinkových kmenů s delecí genů PDR5 a SNQ2. Zjistili jsme, že pumpy kódované těmito dvěma geny jsou inhibovány n-alkoholy (od etanolu po hexanol). Ukázali jsme, že inhibiční účinek roste s délkou uhlovodíkového řetězce alkoholů, nesouvisí s poškozením plasmatické membrány a je plně revezibilní. Tyto zjištění napovídají, že studovaný inhibiční účinek nemusí nutně zahrnovat jenom změny lipidové matrice plasmatické membrány, ale může být způsoben také přímou interakcí alkoholů s pumpami....
|
|
|
Deficience draslíku - projevy a odpověď rostliny
Štočková, Hana ; Tylová, Edita (vedoucí práce) ; Konrádová, Hana (oponent)
Rostliny přijímají K+ především z půdy pomocí kořenového systému. Primárně se K+ vyskytuje v minerálech jako je slída a draselný živec. Dostupnost K+ v půdě je závislá na formě, v jaké se K+ vyskytuje. Existují formy přímo dostupné, pomalu dostupné, nedostupné a K+ mezi jednotlivými formami může přecházet. V rostlině je K+ velmi mobilní a v buňkách se vyskytuje ve vysokém množství, je nejhojněji zastoupeným kationtem cytoplazmy. Zasahuje do celé řady metabolických procesů, především je důležitý v procesu fotosyntézy, osmoregulace, aktivace enzymů atd. Nedostatečné množství K+ může vyvolat změny v morfologii, anatomii i fyziologii rostlin. Deficience K+ se může projevovat deformací listů, zmenšením listové plochy, nekrózami, nebo zkracováním internodií, sníženou rychlostí fotosyntézy apod. Rostlina je také více ohrožena napadením patogeny a je snížena její odolnost při zhoršení abiotických podmínek, jako je sucho, nízké teploty, salinita atd. Deficience K+ u zemědělských plodin snižuje celkový výnos biomasy, proto je potřeba aplikace hnojiv s obsahem K+ , jak půdní, tak listová. Práce se zaměřuje na projevy nedostatku K+ u rostlin a shrnuje recentní poznatky o mechanismech percepce nedostatku K+ a signálních drahách vedoucích k odpovědi na tento nedostatek. Klíčová slova: draslík, deficience, stres,...
|
|
|
Zapojení přenašečů AtKT/HAK/KUP v příjmu K+ a Cs+ rostlinami
Šustr, Marek ; Tylová, Edita (vedoucí práce) ; Maršík, Petr (oponent)
Draslík je esenciální biogenní prvek a je přijímán rostlinami ve velkém množství, protože v nich plní úlohu hlavního osmotika rostlinné buňky. Vzhledem k výrazně odlišné dostupnosti draslíku v různých půdách vyvinuly rostliny systém přenašečů, který zabezpečuje dostatečný příjem K+ v rozmezí několika řádů jeho externí koncentrace. Mechanizmus příjmu K+ je u Arabidopsis thaliana dobře prozkoumán a je známo, že při jeho velmi nízkých koncentracích je do příjmu zapojen především transportér AtHAK5, který patří do rodiny přenašečů KT/HAK/KUP. Tato rodina má v A. thaliana 13 členů, a pro některé z nich jsou známy funkce například v transportu auxinu v kořenové špičce (TRH1), nebo v pohybech průduchů (KUP6). V této práci bylo zkoumáno možné zapojení doposud nestudovaných transportérů KUP5, KUP7, KUP9 a KUP10 do příjmu a homeostáze K+ v A. thaliana. V in vitro kultivacích bylo zjištěno, že mutant kup9 vyvíjí pouze velmi krátké postranní kořeny při nedostatku K+ , oproti tomu mutant kup5 měl při nedostatku K+ signifikantně větší suchou hmotnost než Col-0. Fenotyp kup9 se podařilo potvrdit v dalších kultivacích a následně byla zkoumána anatomie apikálních meristémů postranních kořenů kup9. Kořenové špičky kup9 byly při nedostatku K+ odlišně uspořádané a jevily známky dřívější terminace meristémů. Za účelem...
|
|
|
Využití atomové absorpční spektrometrie pro stanovení vybraných prvků z oblasti potenciální ekologické zátěže
Juránková, Lada ; Hraníček, Jakub (vedoucí práce) ; Šíma, Jan (oponent)
Tato bakalářská práce se zabývá stanovením vybraných prvků (Fe, Mn, Zn, Cr, Na, K, Mg a Ca) v místě potenciální ekologické zátěže pomocí plamenové atomové absorpční spektrometrie. Potenciální ekologickou zátěž představují pneumatiky použité jako stavení materiál i jako prostředí pro růst okrasných i konzumních rostlin. Analyty byly stanovovány ve vzorcích rostlinného původu. Tyto vzorky byly nejprve vysušeny v laboratorní elektrické sušárně. Navážené množství vysušeného vzorku (asi 0.2 g) bylo rozloženo s přídavkem kyseliny dusičné a peroxidu vodíku v mikrovlnném rozkladném zařízení. Před vlastním měřením byla provedena optimalizace metody stanovení konkrétního prvku, resp. optimalizace výšky paprsku nad hořákem, která byla pro většinu prvků zvolena 8 mm. Dále byly zjištěny pro každý prvek zvlášť základní charakteristiky metody. Mezi tyto charakteristiky patří mimo jiné i mez detekce, která pro tyto prvky Fe, Mn, Zn, Cr, K, Ca, Mg a Na činila 0,05; 0,01; 0,08; 0,21; 0,02; 0,01; 0,01; 0,01 mg L-1 v tomto pořadí. Rovněž byla pro jednotlivé prvky provedena měření pro zjištění meze stanovitelnosti, citlivosti a opakovatelnosti. Velká pozornost byla věnována obsahu zinku ve studovaném materiálu v souvislosti s možnou kontaminací z okolního prostředí. Zvýšený obsah zinku (v koncentračním rozmezí 150- 200...
|
|
|
Stanovení vybraných prvků v rostlinných extraktech technikou atomové absorpční spektrometrie
Rydlová, Lenka ; Hraníček, Jakub (vedoucí práce) ; Kratzer, Jan (oponent)
Předmětem této bakalářské práce bylo stanovení vybraných prvků (Na, Mg, K, Ca, Zn, Se) v rostlinných extraktech a šťávách rostlin pomocí techniky atomové absorpční spektrometrie s různými způsoby atomizace. Pro stanovení výše uvedených prvků byly optimalizovány jednotlivé metody. Při použití plamene jako atomizačního prostředí byla optimalizována především výška procházejícího paprsku primárního záření výbojky nad hranou hořáku. Zde se výška pohybovala obecně mezi 6,0 - 8,0 mm. Dále byly optimalizovány průtoky jednotlivých složek plamene (acetylen, vzduch, oxid dusný) a byla seřízena poloha výbojky s dutou katodou a pozice plamene. Za optimálních podmínek byly naměřeny základní charakteristiky popisující metodu stanovení uvedených prvků (LOD pro sodík 2,13 µg L-1 , pro hořčík 2,44 µg L-1 , pro draslík 11,3 µg L-1 , pro vápník 15,6 µg L-1 , pro zinek 6,04 µg L-1 , pro selen 0,34 µg L-1 ). V další části práce byly optimalizované metody použity pro měření uvedených prvků v reálných vzorcích. Po prvotní úpravě zahrnující ředění získaných vzorků, přídavky různých reakčních činidel aj., byly vzorky v atomovém absorpčním spektrometru atomizovány plamenem (Na, Mg, K, Ca, Zn) a následně stanoveny, či převedeny na těkavou sloučeninu (Se) a stanoveny pomocí techniky generování těkavých hydridů chemickým...
|
|
|
Příjem 137Cs a jeho interakce v rostlinném metabolismu
Šustr, Marek ; Tylová, Edita (vedoucí práce) ; Maršík, Petr (oponent)
Rostliny jsou schopné přijímat radioaktivní cesium z půdy, čímž mu umožňují vstup do potravního řetězce. Chování cesia v půdách je řízeno jílovými částicemi. Cesium se může reverzibilně vázat na jejich povrch nebo je fixováno mezi jejich vrstvami. Největší afinitu pro cesium má mine- rál ilit díky svým roztřepeným okrajům (frayed edges, FED). V půdách s obsahem organických látek vyšším než 90 % je chování cesia ovládáno právě organickou složkou a je mnohem více přístupné rostlinám. Příjem cesia je značně mezidruhově variabilní. Mnoho rostlin akumulujících velká množství cesia patří do čeledi Chenopodiaceae. Příjem cesia je ovlivňován ostatními ionty v půdním roztoku. Nejzásadnější vliv má draslík. Při zvýšení koncentrace externího draslíku z 50 μM na 250 μM poklesl příjem cesia třicetkrát. Draslík ovlivňuje mobilitu Cs v půdě i příjem rostlinami. Díky chemické podobnosti cesia s draslíkem jsou některé draslíkové přena- šeče schopny transportovat oba kationty velice efektivně a jsou proto považovány za hlavní místo vstupu cesia do kořenů rostlin.Velká část transportu cesia je zprostředkována draslíko- vým vysokoafinitním přenašečem HAK5. Na zbývající části příjmu se nejvíce podílí nespecifické kationové kanály. Rostliny mohou přijímat až 80 % cesia spadaného na jejich nadzemní části. Cesium je v...
|
host ::
RSS.