Modelování komplexních křivek dohasínání anizotropie tryptofanové fluorescence proteinů

Abstract

Tato práce se zabývá simulací křivek dohasínání anizotropie tryptofanové fluorescence modelového systému proteinů, v němž protein P1 s jedním tryptofanem interaguje s regulačním proteinem P2 bez tryptofanu za vzniku komplexu P1P2 při současné změně doby života tryptofanové fluorescence komplexu. Za takových podmínek vykazuje heterogenní směs proteinů P1 a P1P2 v roztoku neexponenciální dohasínání anizotropie fluorescence, jak plyne z rovnic uvedených v práci. Analytické simulace takových křivek jak bez šumu, tak i s Poissonovým šumem představují hlavní výsledky této práce. Výsledky výpočtů potvrzují, že analýza křivek heterogenních systémů se šumem pomocí počítačových programů odvozených pro homogenní systémy poskytuje správné doby života fluorescence, nevede však ke správným parametrům anizotropie fluorescence. Důležitým výsledkem této práce jsou také simulace křivek dohasínání anizotropie fluorescence proteinu P1 nebo komplexu P1P2. Přes vysoké intenzity nasimulovaných dat jsou v důsledku krátké doby života fluorescence tryptofanu výsledné křivky dohasínání anizotropie silně zašuměné a dají se použít jen v relativně krátkém časovém intervalu.

This work focuses on simulation of anisotropy decay curves of a model system where protein P1 with one tryptophan interacts with regulating protein P2 without tryptophan to form a complex P1P2 with simultaneous change of tryptophan fluorescence lifetime of the complex. Under these conditions, the heterogeneous solution of proteins P1 and P1P2 exhibits non- exponential fluorescence anisotropy decay which is deduced also from equations presented in this work. Such curves analytically simulated with and without Poisson noise are the main results of this work. The heterogeneous curves were analyzed using computer programs developed earlier for homogeneous systems. As expected such analysis yields correct values of fluorescence lifetimes but does not recover anisotropy parameters used in simulations. Despite of high intensities of simulated data, anisotropy decay curves of homogeneous solutions are very noisy and can be used only on a relatively short time interval of their decay.