Ramanova optická aktivita biomolekul

• Název práce v češtině: Ramanova optická aktivita biomolekul
• Název v anglickém jazyce: Raman optical activity of biomolecules
• Akademický rok vypsání: 2009/2010
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Vladimír Baumruk, DrSc.

Zásady pro vypracování

1. Prostudovat určenou literaturu a zpracovat rešerši postihující současný stav rozvoje Ramanovy optické aktivity biomolekul, především nukleových kyselin a jejich složek.
2. Zvládnout měření na ROA spektrometru a přípravu vzorků.
3. Ověřit možnosti měření ROA spekter při různých teplotách a optimalizovat experimentální podmínky pro tyto experimenty.
4. Osvojit si metody výpočtu Ramanových a ROA spekter.
5. Proměřit ROA spektra vybraného souboru nukleotidů a polynukleotidů a případně i dalších modelových látek a navrhnout jejich interpretaci.

Seznam odborné literatury

1. Barron LD: Molecular light scattering and optical activity. Cambridge University Press, Cambridge 2004
2. Barron LD, Blanch EW, Hecht L: Unfolded proteins studied by Raman optical activity. Advances in Protein Chemistry 62, 51-90 (2002).
3. Kapitán J: Teoretický a experimentální rozvoj Ramanovy optické aktivity jako metody studia biomolekul ve vodném prostředí. Dizertační práce, MFF UK, Praha 2006.
4. Kapitán J., Baumruk V., Bouř P.: Demonstration of the Ring Conformation in Polyproline by the Raman Optical Activity. J. Am. Chem. Soc. 128, 2438-2443 (2006).
5. Kapitán J., Baumruk V., Kopecký V. Jr., Bouř P.: Conformational Flexibility of L-Alanine Zwitterion Determines Shapes of Raman and Raman Optical Activity Spectral Bands. J. Phys. Chem. A 110, 4689-4696 (2006).
6. Kapitán J., Baumruk V., Kopecký V. Jr., Bouř P.: Proline Zwitterion Dynamics in Solution, Glass, and Crystalline State. J. Am. Chem. Soc. 128, 13451-13462 (2006).
7. Kapitán J., Baumruk V., Hulačová H., Maloň P.: Raman Optical Activity of Hinge Peptide. Vibrational Spectrosc. 42, 88-92 (2006).
http://biomolecules.mff.cuni.cz/clanky/problematika/roa.pdf

Předběžná náplň práce

Ramanova optická aktivita (ROA) je moderní experimentální metoda umožňující mimo jiné detailně studovat strukturu a další vlastnosti peptidů, proteinů a nukleových kyselin v roztoku. Ve spolupráci s Ústavem organické chemie a biochemie AVČR byly vyvinuty i nové výpočetní postupy umožňující velmi efektivní analýzu a interpretaci spektrálních dat.

Diplomová práce bude řešena na unikátní aparatuře (jediné ve střední a východní Evropě a jedné z mála na světě) vybudované na oddělení fyziky biomolekul Fyzikálního ústavu UK. Práce by měla být zaměřena na určování struktury modelových polynukleotidů v roztoku.

V našich nejnovějších publikacích jsme prokázali, že konformační flexibilita molekul výrazným způsobem ovlivňuje Ramanova a ROA spektra. Konformační středování hraje při interpretaci spekter klíčovou roli a zlepšování výpočetních metod bez započtení příspěvku různých konformací přítomných v roztoku nemůže vést k dobré shodě s experimentem.

Podle zájmu by mohla být zaměřena buď více experimentálně nebo více teoreticky.