Simulation of processes in cellular membranes
Simulace procesů v buněčných membránách
diplomová práce (OBHÁJENO)
Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/60990Identifikátory
SIS: 113685
Kolekce
- Kvalifikační práce [10676]
Autor
Vedoucí práce
Oponent práce
Pittner, Jiří
Fakulta / součást
Matematicko-fyzikální fakulta
Obor
Biofyzika a chemická fyzika
Katedra / ústav / klinika
Katedra chemické fyziky a optiky
Datum obhajoby
28. 5. 2013
Nakladatel
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaJazyk
Angličtina
Známka
Výborně
Klíčová slova (česky)
orientace fluorescenčních sond, lineární dichroismus, dipólový moment přechodu, molekulární dynamikaKlíčová slova (anglicky)
orientation of fluorescent probes, linear dichroism, transition dipole moment, molecular dynamicsZkoumáním orientace fluorescenčních molekul ukotvených v buněčných membránách lze získat významné informace o struktuře membrán a procesech probíhajících v živých buňkách. V této diplomové práci nejprve popisujeme měření jedno- a dvoufotonového lineárního dichroismu fluorescenční sondy ve fosfolipidové membráně s přesně definovaným složením. Na základě experimentálních dat určujeme distribuci úhlu mezi dipólovým momentem jednofotonového přechodu a normálou membrány. Zároveň provádíme molekulární dynamiku fluorescenční sondy a kvantové výpočty jejích jedno- a dvoufotonových absorpčních vlastností. Srovnáním distribuce úhlů získané z experimentů s rozdělením předpovězeným simulacemi ověřujeme možnost určování orientace fluorescenční molekuly v lipidové membráně pomocí měření lineárního dichroismu. Rovněž prověřujeme možnost použití molekulárních simulací jako základu pro interpretaci experimentálních dat.
Probing orientations of fluorescent molecules embedded in or attached to cell membranes has a great potential to reveal information on membrane structure and processes occurring in living cells. In this thesis, we first describe one- and two-photon linear dichroism measurements on a fluorescent probe embedded in a phospholipid membrane with a well- defined lipid composition. On the basis of experimental data, we determine the distribution of the angle between the one-photon transition dipole moment of the probe and the membrane normal. At the same time, we perform molecular dynamics simulations of the fluorescent probe and quantum calculations of its one-photon and two-photon absorption properties. By comparing the orientational distribution gained from experiments with that predicted by simulations, we test the ability of linear dichroism measurements to report on the orientation of a fluorescent molecule in a lipid membrane. We also examine the applicability of molecular simulations as a basis for the interpretation of experimental data.