Spektroskopické studium interakce antibakteriálních peptidů s modelovými membránami

• Thesis title in Czech: Spektroskopické studium interakce antibakteriálních peptidů s modelovými membránami
• Thesis title in English: Spectroscopic study of interaction of antimicrobial peptides with model membranes
• Key words: biofyzika, spektroskopie, proteiny, membrány
• English key words: biophysics, spectroscopy, proteins, membranes
• Academic year of topic announcement: 2011/2012
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Supervisor: RNDr. Vladimír Kopecký, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 16.10.2011
• Date of assignment: 03.11.2011
• Confirmed by Study dept. on: 13.12.2011
• Date and time of defence: 11.09.2012 00:00
• Date of electronic submission: 02.08.2012
• Date of submission of printed version: 03.08.2012
• Date of proceeded defence: 11.09.2012
• Opponents: RNDr. Eva Kočišová, Ph.D.
• Advisors: RNDr. Mgr. Lucie Bednárová, CSc.

Guidelines

1. Seznámit se s principy vibrační spektroskopie (i.e. infračervené a Ramanovy spektroskopie) a spektroskopie cirkulárního dichroismu (CD).
2. Vypracovat rešerši na téma studium antibakteriálních peptidů (AMP) a jejich interakcí s membránami pomocí jmenovaných metod optické spektroskopie, se zvláštním zřetelem na vibrační spektroskopii, a provést základní souhrn znalostí ohledně užití spektroskopie při studiu buněčných membrán a jejich interakcí s proteiny.
3. Prakticky zvládnout měření na infračerveném spektrometru a spektrometru CD.
4. Nalézt podmínky vhodné pro měření a následně změřit spektra vybrané série AMP s vybranými typy modelových membrán.
5. Provést analýzu dat se zaměřením na strukturní změny AMP v interakci s modelovými membránami.

References

A. Barth, Ch. Zscherp: What vibrations tell us about proteins. Quarterly Reviews on Biophysics 35 (2002) 369-430.
L. K. Tamm, S. A. Tatulian: Infrared spectroscopy of proteins and peptides in lipid bilayers. Quarterly Reviews on Biophysics 30 (1997) 365-429.
M. Zasloff: Antimicrobial peptides of multicellular organisms. Nature 415 (2002) 389-395.
B. A. Wallace, R. W. Janes (Eds.): Modern techniques for circular dichroism and synchrotron radiation circular dichroism spectroscopy. IOS Press, Amsterdam 2009.
S. M. Kelly, T. J. Jess, N. C. Price: How to study proteins by circular dichroism. Biochimica et Biophysica Acta 1751 (2005) 119-139.
G. D. Fasman (Ed.): Circular dichroism and the confomational analysis of biomolecules. Plenum Press, New York - London 1996.

Preliminary scope of work

Přirozené antimikrobiální peptidy (AMP) představují pravděpodobně jednu z prvních evolučně úspěšných forem chemické obrany organismů proti bakteriím, houbám atp. Jde o strukturně heterogenní krátké peptidy obsahující od 5 do ca. 40 aminokyselin, které v kontaktu s buněčnou membránou mění svou strukturu (např. z náhodného klubka na alfa-helix) a specifickou interakcí postupně tuto membránu rozrušují. Ukázalo se, že mnohé z AMP vykazují i antivirální a protirakovinné účinky. To, společně s celosvětovým problémem narůstající rezistence bakterií proti antibiotikům, staví AMP do popředí zájmu při vývoji nových léků, zvláště pak náhrad za postupně méně a méně účinná antibiotika.
Náplní bakalářské práce by měla být série měření, pomocí spektroskopie cirkulárního dichroismu a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) v režimu transmise a ATR, vybraných AMP v interakci s různými typy modelových membrán za různých fyzikálně-chemických podmínek. Měření budou probíhat ve spolupráci s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR.