1. J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd edition, Springer-Verlag, 2006.
2. M. Amaro, J. Brezovsky, S. Kovacova, J. Sykora, D. Bednar, V. Nemec, V. Liskova, N.P. Kurumbang, K. Beerens, R. Chaloupkova, K. Paruch, M. Hof, J. Damborsky, Site-Specific Analysis of Protein Hydration Based on Unnatural Amino Acid Fluorescence, J. Am. Chem. Soc., 137 (2015) 4988-4992.
3. J. Sykora, J. Brezovsky, T. Koudelakova, M. Lahoda, A. Fortova, T. Chernovets, R. Chaloupkova, V. Stepankova, Z. Prokop, I. Kuta Smatanova, M. Hof, J. Damborsky, Dynamics and hydration explain failed functional transformation in dehalogenase design, Nat. Chem. Biol., 10 (2014) 428-430.
4. A. Jesenska, J. Sykora, A. Olzynska, J. Brezovsky, Z. Zdrahal, J. Damborsky, M. Hof, Nanosecond Time-Dependent Stokes Shift at the Tunnel Mouth of Haloalkane Dehalogenases, J. Am. Chem. Soc., 131 (2009) 494-501.
Preliminary scope of work
Úloha dynamiky a hydratace enzymů pro zajištění jejich funkce a enantioselektivity je stále nejasná. Tématem práce proto bude mapovat tyto parametry pro různé varianty enzymu dehalogenázy a získaná data vztahovat k jejich aktivitě. Pomocí tohoto přístupu nacházet motivy, jež významně přispívají ke zvýšení aktivity a enantioselektivity. Hydratace a dynamika enzymů bude měřena pomocí tří fluorecenčních přístupů: 1. metodou relaxace rozpouštědla, jež umožňuje z analýzy časově rozlišených spekter určit mobilitu a hydrataci proteinových segmentů v přímém mikrookolí značky , 2. spektrální analýzou stacionárních spekter nepřirozené fluorescenční aminokyseliny, která vede k odhadu hydratace v jejím mikrookolí 3. fluorescenční korelační spektroskopií a fluorescenční mikroskopií, jež umožňuje sledovat dynamiku větších částí enzymů. Předpokládané znalosti uchazeče na úrovni ukončeného magisterského studia v oboru biofyzika a chemická fyzika.
Preliminary scope of work in English
The role of dynamics and hydration of the enzymes in maintaining their function and enantioselectivity remains unclear. The topic of the thesis will be therefore focused on mapping these parameters in various types of dehalogenase enzymes. The gained results will be then compared to the activity data, which can identify the factors and motifs that significantly affect the enzyme ability to convert the substrate into the product. For this purpose, three fluorescence techniques will be used: 1. solvent relaxation which can determine the mobility and hydration of the hydrated protein segments in the close vicinity of the fluorescence probe, 2. the analysis of the steady state spectrum of the protein containing the coumarin like unnatural aminoacid enable to estimate the hydration within its vicinity, 3. fluorescence correlation spectroscopy and fluorescence microscopy, which enables to monitor the dynamics of the larger protein segments.
