témavezető: Páli Tibor
helyszín (magyar oldal): ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont, Biofizikai Intézet helyszín rövidítés: SZBK
A kutatási téma leírása:
A biomembránokban számos életfolyamat zajlik, amelyek egyebek mellett a sejtek energetizálásával, az energia átalakításával, a transzporttal és jelek közvetítésével kapcsolatosak. A biomembránok fő funkcionális egységei a membránfehérjék. A lipidek nem csak a biológiai membránok fő építőelemei, de az elmúlt évtizedek tanulmányai kimutatták, hogy a membránfehérjékkel való kölcsönhatásuk funkcionálisan is jelentős. A lipid-fehérje kölcsönhatás mérése megköveteli a membrán állapotának, különösen annak fluiditásának ellenőrzését és szabályozását. Számos spektroszkópiai technika alkalmas mérni membrán fluiditásával kapcsolatos, de azzal nem azonos fizikai paramétereket: A spinjelző elektron paramagnetikus rezonancia (EPR) spektroszkópia a membránba ágyazott spinjelző molekulák rotációs korrelációs idejét, orientációs rendezettségét és laterális diffúzióját méri. Fluoreszcens spektroszkópiával mérjük a membránfehérjékben a Trp aminosav natív fluoreszcenciáját, és a membránokban lévő fluoreszcens festékek élettartamát és anizotrop rotációját is. A Fourier-transzformációs infravörös (FTIR) spektroszkópia egy jelzés nélküli technika, amely képes mérni a membrán lipidjeinek és a fehérjék polipeptid gerincének molekuláris rezgéseit, információkat szolgáltatva a molekuláris konformációról. A differenciális pásztázó kalorimetria alkalmas a lipidmembránok vagy fehérjék termodinamikájának és fázisátmeneteinek tanulmányozására. Ezek a technikák nagyon jól kiegészítik egymást a biológiai membránok és membránfehérjék tanulmányozásában. Az irodalomból azonban hiányzik az ezen technikák által közölt különféle fizikai paraméterek részletes és következetes megfeleltetése, kapcsolata a membrán fluiditással és a lipid-fehérje kölcsönhatással, sőt a „membrán fluiditás" kifejezés használata sem következetes. A projekt célja a membrán fluiditási paramétereinek szisztematikus összehasonlító vizsgálata a fenti technikák alkalmazásával, hogy következetesebb képet kapjunk a membrán dinamikájáról. A munkaterv a következő:
• A modell biológiai membránokat a biológiailag fontos gél-, folyadék- és inverz hexagonális fázisokban mérjük. Célunk továbbá új spektrumanalízis és illesztési algoritmusok kifejlesztése annak érdekében, hogy maximalizáljuk a struktúrára és a dinamikára vonatkozó információkat, a laboratóriumban elérhető legmodernebb eszközökkel.
• Célunk a kettősréteg molekulamechanikai modelljének alapján a spektroszkópiai paraméterek értelmezése, ill. ahol lehetséges, akár a spektrumok szimulálása is. A kísérleti és elméleti membrándinamikai paraméterek összehasonlítása biztosítja a membrán fluiditás következetes értelmezése.
• Ezt követően megvizsgáljuk, hogyan változnak a membrándinamikai paraméterek, ha integráns vagy vízben oldódó fehérjék vannak jelen, mint például a vakuoláris proton-ATPáz c alegysége, a V-ATPáz c-gyűrűje vagy a lizozim fehérje.
• Eddig nagyon kevés tanulmány foglalkozott a lipidek és e fehérjék kölcsönhatásával, pedig feltehető, hogy szerepet játszik a pH-szabályozásban a V-ATPáz működésén keresztül, illetve a lizozim antibakteriális hatékonyságában. Ugyanis, a natív V-ATPázban a c-gyűrű (vagyis a rotor) érintkezik a membrán lipidjeivel, a lizozim pedig kölcsönhatásba léphet a baktériumok membránjaival.
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
