Ramanova optická aktivita a konformační flexibilita peptidů v roztoku

• Thesis title in Czech: Ramanova optická aktivita a konformační flexibilita peptidů v roztoku
• Thesis title in English: Raman optical activity and conformational flexibility of peptides in solution
• Key words: Ramanova optická aktivita, konformační flexibilita, β-otočka, cyklický peptid, histidin
• English key words: Raman optical activity, conformational flexibility, β-turn, cyclic peptide, histidin
• Academic year of topic announcement: 2007/2008
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Supervisor: prof. RNDr. Vladimír Baumruk, DrSc.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 26.09.2007
• Date of assignment: 26.09.2007
• Date and time of defence: 14.09.2009 00:00
• Date of electronic submission: 14.09.2009
• Date of proceeded defence: 14.09.2009
• Opponents: RNDr. Josef Kapitán, Ph.D.
• Advisors: prof. doc. RNDr. Petr Bouř, CSc.

Guidelines

1. Prostudovat určenou literaturu a zpracovat rešerši postihující současný stav rozvoje Ramanovy optické aktivity aminokyselin, peptidů a proteinů.
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 jednoduchých peptidů a případně i dalších modelových látek a navrhnout jejich interpretaci.

References

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).

Preliminary scope of work

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 jednoduchých peptidů v roztoku se zaměřením na její dynamiku. 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.