velikost textu

Study of protein structure and dynamics by means of optical spectroscopy

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Study of protein structure and dynamics by means of optical spectroscopy
Název v češtině:
Studium struktury a dynamiky proteinů pomocí optické spektroskopie
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Tomáš Pazderka
Školitel:
RNDr. Vladimír Kopecký, Ph.D.
Oponenti:
Ing. Jakub Kaminský, Ph.D.
Doc. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D.
Konzultanti:
prof. RNDr. Vladimír Baumruk, DrSc.
RNDr. Kateřina Hofbauerová, Ph.D.
Id práce:
76063
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Biofyzika, chemická a makromolekulární fyzika (4F4)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
26. 9. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
dvoudimenzionální korelační analýza, peptidy a proteiny, vibrační optická aktivita, struktura a dynamika
Klíčová slova v angličtině:
two-dimensional correlation spectroscopy, peptides and proteins, vibrational optical activity, structure and dynamics
Abstrakt:
Název: Studium struktury a dynamiky proteinů pomocí optické spektroskopie Autor: Tomáš Pazderka Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí doktorské práce: RNDr. Vladimír Kopecký, Ph.D., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Cílem práce je zdokonalit experimentální techniky vibrační spektrosko- pie (především vibrační optické aktivity - VOA) a metodiky pro zpracování dat, vedoucí k lepšímu pochopení struktury a dynamiky proteinů. Byla vypracována metodika pro intenzitní kalibraci spekter Ramanovy optické aktivity. Užitečnost metody byla demonstrována na ROA spektrech změřených na různých přístrojích a/nebo za použití více přístrojových konfigurací. Modifikací konvenčního přístro- je pro měření spekter vibračního cirkulárního dichroismu (VCD) byl sestaven spektrometr umožňující mikroskopická měření VCD spekter s prostorovým roz- lišením 1 mm. S využitím této techniky byly nalezeny prostorové nehomogenity ve vzorku proteinových fibril. Pomocí metod optické spektroskopie byly zkou- mány modelové molekuly pro neplanaritu amidové vazby a byly identifikovány klíčové spektrální znaky pro určování neplanarity amidové vazby a její absolut- ní konfigurace. Byla změřena úplná sada Ramanových spekter proteinogenních aminokyselin. Byly identifikovány a následně diskutovány závislosti spekter na koncentraci a formě vzorku. Rozhodovací pravidla pro dvoudimenzionální kore- lační spektroskopii (2DCoS) byla rozšířena i na spektra s pásy obou znamének. Byla spočítána a analyzována 2DCoS spektra pro modelová VOA (obouznamén- ková) spektra. S pomocí vibrační spektroskopie a 2DCoS byl sledován proces oligomerizace proteinů. S využitím hetero-vzorkové 2DCoS byl studován rozdíl v chování dvou fenotypů lidského haptoglobinu. Dynamika α1-kyselého glykoprotei- nu a jeho komplexu s ligandem byla zkoumána pomocí Ramanovy spektroskopie a analýzy hlavních komponent. Byly odhaleny a diskutovány rozdíly v chování obou systémů. Proces fibrilace proteinů v H2O/D2O byl zkoumán pomocí VCD a byly identifikovány pásy příslušející vibracím amidu I. Klíčová slova: dvoudimenzionální korelační analýza, peptidy a proteiny, vibrační optická aktivita, struktura a dynamika 1
Abstract v angličtině:
Title: Study of protein structure and dynamics by means of optical spectroscopy Author: Tomáš Pazderka Institute: Institute of Physics of Charles University Supervisor: RNDr. Vladimír Kopecký, Ph.D., Institute of Physics of Charles University Abstract: The aim of this thesis is to improve understanding of protein structure and dynamics and extend experimental setup and data processing for such stud- ies. We focus on the extension of experimental feasability of vibrational optical activity (VOA). We have demonstrated a usability of intensity calibration in the field of Raman optical activity. Advantages for measurements on multiple instru- ments and/or using different configurations have been shown. A new instrumental setup has been developed for microsampling measurements of vibrational circular dichroism spectra with a spatial resolution of 1 mm. Using this technique, spatial inhomogeneities in a sample of protein fibrils have been observed. Model com- pounds for amide nonplanarity have been investigated utilizing several methods of optical spectroscopy and key spectral features for determination of amide non- planarity and the absolute configuration have been identified. A comprehensive set of Raman spectra of proteinogenic amino acids has been measured. Sample concentration dependencies and consequent phase transitions have been identified and discussed. Decision rules for two-dimensional correlation analysis (2DCoS) have been extended to bisignate spectra. 2DCoS for model VOA (bisignate) spectra have been computed and analysed. A process of protein oligomeriza- tion has been studied utilizing vibrational spectroscopy and 2DCoS. Differences in behaviour of two phenotypes of human haptoglobin have been studied using hetero-sample 2DCoS. Dynamics of α1-acid glycoprotein and its complex with a ligand has been investigated using Raman spectroscopy and principal component analysis. Differences in behaviour of both systems have been identified and dis- cussed. Process of protein fibrillation in H2O/D2O has been investigated using vibrational circular dichroism and bands arising from amide I vibrations have been identified. Keywords: two-dimensional correlation analysis, peptides and proteins, vibra- tional optical activity, structure and dynamics
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Tomáš Pazderka 8.16 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Tomáš Pazderka 14.57 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Tomáš Pazderka 26 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Tomáš Pazderka 25 kB
Stáhnout Posudek vedoucího RNDr. Vladimír Kopecký, Ph.D. 157 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Jakub Kaminský, Ph.D. 142 kB
Stáhnout Posudek oponenta Doc. Ing. Vladimír Setnička, Ph.D. 585 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Josef Štěpánek, CSc. 222 kB