témavezető: Páli Tibor
helyszín (magyar oldal): ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Biofizikai Intézet helyszín rövidítés: SZBK
A kutatási téma leírása:
A folyamatos hullámú (CW) elektron paramágneses rezonancia (EPR) spektroszkópia nagyon hatékony technika a spinjelzett lipidek biomembránban történő rotációs korrelációs idejének, orientációs rendezettségének és laterális diffúziójának mérésére. A spinjelző EPR-nek számos egyedülálló előnye van a membrán-fehérje kutatásban: natív és rekonstruált fehérjékben és membránokban alkalmazható; semmilyen vagy csak kicsi perturbációt okoz; lehetséges a spektrumok pontos értelmezése és illesztése; fehérjék, lipidek, gátlóanyagok, szubsztrátok mind alkalmasak spinjelzésre; a biomembránok számára optimális időskálán ad adatokat a dinamikáról; alkalmazható nem kovalens kölcsönhatások tanulmányozására; és szerkezeti adatokat is szolgáltat. A lipidek elrendezése, a fluiditás és a lipid-fehérje kölcsönhatás mérése fluoreszcens és spinjelző technikákkal rutinszerű a laboratóriumunkban, csakúgy, mint a membránfehérjék szerkezeti vizsgálata céljából kifejlesztett nemlineáris EPR technikák is. Ezért a projekt fő módszere a state-of-the-art spinjelző EPR spektroszkópia lesz, és ehhez Közép- és Kelet-Európában a legjobban felszerelt CW és impulzus üzemű EPR műszer áll rendelkezésre. A spinjelzett EPR-t kiegészítjük fluoreszcencia spektroszkópiával, amelyet a Trp aminosav (AA) membránfehérjékben történő natív fluoreszcenciájának, valamint a membránokban lévő fluoreszcens festékek élettartamának és anizotrop rotációjának mérésére használunk. A két technika nagyon jól kiegészíti egymást a biomembránok tanulmányozásában: különböző időintervallumokban működnek, eltérő érzékenységgel rendelkeznek, a jelforrások eltérő molekuláris csoportok (a szabadgyökök vagy optikailag aktívak molekulák), és eltérő elhelyezkedésűek lehetnek. Ezért ugyanazon mintán való kombinációjuk új és egyedi előnyöket igér. A projekt fő célja a modern impulzus EPR és fluoreszcencia spektroszkópiai technikák és azok kombinációjának kiépítése, finomítása, a rekonstrukciós membránfehérjéket tartalmazó biomembránokban való távolságok mérésére. Az új módszerek lehetővé teszik a lipid-lipid, lipid-fehérje (lipid-AA) és fehérje-fehérje (AA-AA) távolságok mérését a membránokban. A munka a következő konkrét feladatokat tartalmazza:
• Modell biológiai membránokat mérünk szobahőmérsékleten, hogy tanulmányozzuk az EPR aktív és fluoreszcens molekulák közötti ütközési kölcsönhatásokat, míg alacsony hőmérsékletű méréseket használunk a statikus dipoláris kölcsönhatások tanulmányozására. Ezek a minták modellként szolgálnak az új kísérleti módszerek kidolgozásához.
• A vakuoláris proton-ATPáz (V-ATPáz) Vo-doménjának kiválasztott alegységeire spin- vagy fluoreszcencia-jelölőt kötünk kémiai úton, és modellmembránokba építjük őket. Spijelzés után a c-d (vagy c-b-d) V-ATPáz alegységek lipid vezikulákban való komplexén EPR-kísérletekkel meghatározzuk a jelző molekulák közötti távolságokat. Modern impulzusos EPR technikákat alkalmazunk a jobb érzékenység és a pontos távolságadatok érdekében, Rosa Bartucci professzorral (Calabria Egyetem Fizikai Tanszéke) együttműködve. Ezek a mérések részletes adatokat szolgáltatnak a V-ATPase rotorról és a Vo doménról.
• Ha a spinjelzők kioltási hatását észleljük a b alegység natív Trp fluoreszcenciáján, akkor idő-korrelált egy-foton számlálás módszerrel, élet-idő fluoreszcencia mérésekkel teszteljük azok közelségét a c-gyűrű szerelvényben.
• Számítógéppel támogatott spektrumelemzéssel és új illesztési algoritmusokkal a spektrumokból a struktúrára és a dinamikára vonatkozó megbízható adatokat származtatunk.
előírt nyelvtudás: angol középfok felvehető hallgatók száma: 2
Jelentkezési határidő: 2021-08-31
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
