velikost textu

Ellipsometry and fluorescence microscopy applied to model membranes

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:
Ellipsometry and fluorescence microscopy applied to model membranes
Název v češtině:
Elipsometrie a fluorescenční mikroskopie použitá na modelové membrány
Typ:
Disertační práce
Autor:
Adam Miszta, Ph.D.
Školitel:
doc. Martin Hof, DSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Jiří Hudeček, CSc.
Ing. Alexander Dejneka, Ph.D.
Id práce:
82653
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Program studia:
Fyzikální chemie (P1404)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
15. 12. 2009
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstract (in Czech): Nasledující disertačnípníce představuje dvě optické experimentá|ní techniky: elipsometrii a konfokáIní fluorescenčnímikroskopii, a zaměňlje se na jejich aplikace ve studiu podporovaných fosfolipidových dvojwstev (ang. Supported Phospholipid Bilayers - SPBr). Práce představuje dvě studie. První z nich ukazuje v reálném čase elipsometricky měřené účinkyethanolu na podporované fosfolipidové dvojwstvy vytvořené adsorpcí fosfotipidových váčkůna pevném povrchu. Tato sfudie poprvé prokráaala, ž.s v podporovaných membránach nedochází k ethanolem vyvolanému prolínáníhydrofobních ěástí obou vrstev membrány, pozorÓvanému u volně stojících dvojvrstev. Zjištěru naznačuje, že membrány vytvořené na podložkách' byť spojené do souvislé dvojvrstvy, se mohou lišit od volně stojícíchdvojwstev ve vesikulách. Druhá studie je zaLoŽena na kombinaci technik elipsometrie a fluorescenění mikroskopie (laserová řádkovací mikroskopie (ang. Laser Scanning Microscopy - LSW a fluorescenčníkorelačníspektroskopie se skenováním v ose Z (ang. Z. scan Fluorescencje Correlation Spectroscopy Z.scan FCů) k získání informací o interakcí antimilaobiá|ních peptidů s SPBs. Tyto techniky byly používány k porovnání mechanismů interakce dvou různých antimikrobiálních peptidů cr-helikálního Magaininu 2 a Cryptdinu-4 (Crp-4) v konformaci B.lisfu. LSM ukazuje vyskyt nehomogenit v rozmístění lipidů v dvojvrstvě po působení CRP.4. Elipsomehická měření ukazují, že vazba CRP.4 nemění qiznamně strukturu lipidové dvojvrstvy (zvýšeníadsorbované hmotnosti bez změny tloušťkyadsorbované wstvy). Kromě toho CRP-4 zpomaluje latrální difilzi lipidů Y membráně jak ukazuje Z-scan FCs. Všechny rurtěny dvojvrstvy vyvolané CRP-4 mohou být častečnězlráceny proplachováním vzorku nadbýkem pufru. Interakce Magaininu 2 s dvojvrstvou jsou ýtazně odlišné; způsobujívelké zttáty lípidůa rozsáhlé poškozenídvojwstvy. Zdá se pravděpodobné, že rozdí|y v účincích peptidů, snadno rozlišitelnépomocí této kombince experimentálních metod, jsou spojeny s rozdílnou konformací jednotlivých peptidů v B-listu a cr.šroubovici. Kromě toho byla kombinace těchto optických technik použíitake sledování časovéhovývoje účinků antimikrobiálního peptidu melittinu na podporované fosfolipidové dvojvrstvy (SPBs). Za všech podmínek, použiqých v této studii, byly pozoroviíny dva reprodukovatelné jevy. První z nich je tvorba pórů v SPB, které zaujímajíasi 40o/o dvojwstvy. A druhý souěasný účinekje vzník tubulů o poloměru přibližně 30 nm, a délce v řádu l0 pm. Proplachování vzp1ku s nadbytkem pufru odstraňuje většinu tubilů, ale nemá vliv na póry' 6 kombince experimentálních metod, jsou spojeny s rozdílnou konformací jednotlivých peptidů v B-listu a ct.šroubovici. Kromě toho byla kombinace těchto optických technik použíitake sledování časovéhovývoje účinků antimikrobiálního peptidu melittinu na podporované fosfolipidové dvojvrstvy (SPBs). Za všech podmínek, použiqých v této studii, byly pozoroviíny dva reprodukovatelné jevy. První z nich je tvorba pórů v SPB, které zaujírnají asi 40o/o dvojwstvy. A druhý souěasný účinekje vzník tubulů o poloměru přibližně 30 nm, a délce v řádu l0 pm. Proplachování vzp1ku s nadbytkem pufru odstraňuje většinu tubilů, ale nemá vliv na póry' 6
Abstract v angličtině:
Abstract The following PhD thesis presents two optical experimental techniques: ellipsometry and confocal fluorescence microscopy, and focuses on their applications in investigation of supported phospholipid bilayers (SPBs). The thesis presents two studies. First one shows real-time effects of ethanol on supported phospholipid bilayers formed by adsorption of phospholipid vesicles on solid surface measured by ellipsometry. This study first time demonstrated that ethanol-induced membrane interdigitation, as demonstrated for free standing bilayers, does not occur in the supported membranes. The finding indicates that membranes formed on supports, even fused into confluent bilayers, may differ from free-standing bilayer in vesicles. The second study is based on the combination of ellipsometry with two fluorescence microscopy techniques (i.e.Laser Scanning Microscopy and Z-Scan Fluorescence Correlation Microscopy) to gain information on the interaction of antimicrobial peptides with SPBs. These techniques were used to compare the mechanisms of interaction of the two different antimicrobial peptides α-helical Magainin 2 and β-sheet Cryptdin-4. LSM shows appearance of inhomogeneities in spatial distribution of lipids in the bilayer after treatment with Crp-4. Ellipsometric measurements show that binding of Crp-4 does not significantly change the lipid structure of the bilayer (increase in adsorbed mass without a change in thickness of adsorbed layer). Furthermore, Crp-4 slows the lateral diffusion of lipids within the membrane as shown by Z-scan FCS. All changes of the bilayer induced by Crp-4 can be partially reversed by flushing the sample with excess of buffer. Magainin 2-bilayer interactions are significantly different, causing large loss of lipids and extensive damage to the bilayer. It seems likely that differences in peptide mode of action, readily distinguished using these combined experimental methods, are related to the distinctive β-sheet and α-helical structures of the respective peptides. Moreover, combinations of these optical techniques were used to monitor temporal evolution of effects of antimicrobial peptide melittin on supported phospholipid bilayers (SPBs). Under all conditions used in this study, two reproducible phenomena were observed. The first one is formation of pores in the SPB, which occupy approximately 40% of the bilayer. And second, simultaneous, effect is the formation of tubules of approximately 30 nm radius and length of the order of 10 µm. Flushing of the sample with excess of buffer removes most of the tubules, but it does not affect the pores. 7
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Adam Miszta, Ph.D. 307.94 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Adam Miszta, Ph.D. 1.3 MB
Stáhnout Abstrakt anglicky Adam Miszta, Ph.D. 15 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jiří Hudeček, CSc. 108 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Alexander Dejneka, Ph.D. 60 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 797 kB