V práci sme študovali termodynamické vlastnosti lipidových dvojvrstiev veĺkých unilamelárnych vezikúl zložených z binárnych zmesí fosfatidylcholínov s rôznymi dĺžkami uhĺovodíkových reťazcov. Na štúdium bola použitá metóda merania rýchlosti a absorbcie ultrazvuku pri fixnej frekvencii (7,2 MHz). Fázové prechody dvojvrstiev zložených u čistých fosfolipidov sa vyznačovali výrazným maximom inkrementu absorbcie ultrazvuku, [αλ], kým v prípade binárnych zmesí boli pozorované dve maximá. Na základe analýzy získaných experimentálnych dát sa domnievame, že dve maximá inkrementu absorbcie [αλ] fázového prechodu binárnych lipidových zmesí môžu odrážať existenciu dvoch separovaných fáz, spôsobených neideálnou miešateĺnosťou molekúl oboch komponent. Existencia dvoch absorpčnych píkov môže odrážať aj efekty formovania klastrov v lipidovej dvojvrstve počas procesu fázového prechodu. Na základe vypočítaných hodnôt veĺkostí kooperatívnych jednotiek môžeme usudzovať o veĺkosti laterálnej fázovej separácie jednotlivých komponent binárnych lipidových zmesí. Z tvaru teplotných závislostí [αλ] pre binárne lipicové zmesi je možné predpokladať, že ich fázový prechod je daný lineárnou kombináciou fázových prechodov (absorbčných píkov) jednotlivých lipidových komponent., Peter Rybár, Tibor Hianik., and Obsahuje seznam literatury
We studied the interaction of cytochrome c (cyt c) with unilamellar liposomes (ULL) composed of dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) modified by calix[6]arene (CX). We also analyzed the influence of cyt c on the properties of monomolecular films on an air-water interface composed of CX. The changes of the liposome size have been studied by dynamic light scattering and the zeta potential was determined by Doppler velocimetry. By ultrasound attenuation coefficient we also studied the effect of CX on the phase transition of the lipid bilayer of liposomes. The liposomes containing 10mol% CX have been on average 1.5 times larger in comparison with unmodified ULL. The increase of ULL diameter has been accompanied by a decrease of zeta potential toward negative values. This has been due to negatively charged carboxyl groups of CX polar part. The interaction of cyt c with CX resulted in an increase of zeta potential. CX did not affect the phase transition temperature of liposomes (T = 24.4 °C). However, the half width of the transition peak increased which is evidence of a decrease of the cooperativity of phase transition. CX forms stable monomolecular films on the air-water interphase. The presence of cyt c in a water subphase caused an increase of mean molecular area of CX. The dependence of relative changes of the area per molecule as a function of cyt c concentration had the shape of Langmuir isotherm. The dissociation constant, KD, determined in a solid state of the monolayer was 26.0 ± 5.4 nM, which is evidence of good affinity of cyt c to CX., Tibor Hianik, Zuzana Garaiová, Veronika Vargová, Pavol Vitovič., and Obsahuje bibliografii
Študovali sme interakcie α-helikálneho peptidu acetyl-K2-L24-K2-amid (L24) s lipidovými dvojvrstvami z dimyristoylfosfatidylcholínu (DMCP) v gélovom (T = 288 K) a tekutokryštalickom (T = 310 K) stave za použitia metód molekulovej dynamiky. Ukázali sme, že napriek veĺkým fluktuáciam v koncových oblastiach polárnych částí membrány, v hydrofóbnom jadre membrány zostalo α-helikálne usporiadanie peptidu zachované. Peptid spôsobil zvýšenie neusporiadanosti v gélovom stave, kým v tekutokryštalickom stave došlo k zvýšeniu usporiadania membrány v porovnaní so stavom lipidov vzdialených od peptidu. Tieto rozdiely sú typické pre prvú polovicu membrány, kým v centrálnych častiach nedošlo k zmenám v usporiadaní. Na konci 10 ns simulácie bol peptid naklonený ku kolmici na povrch membrány pod uhlom 13° v gélovom a 33° v tekutokryštalickom stave. Simulácie vykonané v časoch 5 ns, respektíve 10 ns sa výrazne nelíšili., Milan Melicherčík, Ján Urban, Tibor Hianik., and Obsahuje seznam literatury
Jednu z důležitých a rozsáhlých oblastí biofyzikálního výzkumu představuje sledování tvorby specifických komplexů mezi biomolekulami, připadně mezi biomolekulami a syntetickými molekulami cíleně připravenými jako molekulární značky, strukturní sondy nebo aktivátory či superpresory biochemických reakcí. Látky posledního typu jsou často uvažované i jako nové typy chemoterapeutik. Charakteristickým prvkem v této oblasti výzkumu v posledních letech je snaha o rozšíření používaných experimentálních technik na metody, které umožní získat detailnější informace o tvorbě těchto komplexů. Konkrétně to znamená, že kromě informací o tom, zda a s jakým výtěžkem se za daných podmínek komplex tvoří a jaké má jeho tvorba důsledky pro probíhající vnitrobuněčné pochody, je žádoucí i zjišťovat detaily geometrického uspořádání molekul v komplexu, sledovat kinetiky asociačních i disociačních pochodů a při studiích na buněčných systémech sledovat časový vývoj lokalizace komplexů. Vhodným nástrojem pro tato studia mohou být různé formy pokročilých optických metod využívajících elektronovou a vibrační optickou spektroskopii v kombinaci s prostorovým a časovým rozlišením a s komplexními matematickými metodami vyhodnocování. V tomto příspěvku je ilustrován tento trend na příkladu krátkých syntetických úseků nukleových kyselin, oligonukleotidů, studovaných v naší skupině se zaměřením na jejich potenciální terapeutické využití. Rozebíráme zde aplikaci dvou typů optických technik, Romanovy spektroskopie se statistickou analýzou spektrálních sérií a fluorescenční mikroskopie s časovým rozlišením., Daniel Němeček, Eva Kočišová, Petr Praus, Josef Štěpánek., and Obsahuje seznam iteratury
Chronic volume overload (VO) on the left ventricle (LV) augments redox stress and activates matrix metalloproteinase (MMP) which causes the endocardial endothelial-myocyte (EM) disconnection leading to myocardial contractile dysfunction. VO-induced MMP-9 activation impairs cardiac functions, in part by endothelial endocardial apoptosis, but the role of MMP-9 on EM functions remains obscure. We conjecture that chronic VO activates MMP-9 and causes EM uncoupling. Arteriovenous fistula (AVF) was created in genetically identical wild type (WT) mice (FVB/NJ) and MMP-9 knockout mice (MMP-9KO, FVB.Cg-MMP9tm1Tvu/J). Sham-operated mice were used as controls. Before experimentation the phenotype analysis of MMP-9KO mice was carried out. In-gel-gelatin zymography for MMP-9 activation was performed on LV homogenates. The EM functions were determined on LV rings using tissue myobath. We report a decrease in MMP-9 activity in left ventricular myocardial extracts in MMP-9 deficient mice after AVF. The responses to drugs affecting cardiac functions (acetylcholine (Ach), nitroprusside and bradykinin) were attenuated in AVF mice suggesting the impairment of EM coupling. Interestingly, the EM functions were restored in the MMP-9 deficient mice after AVF. We suggest a direct cause-and-effect relationship between MMP-9 activation and EM uncoupling in LV myocardium after chronic VO and the possible involvement of MMP-9 in myocardial contractile performance., K. S. Moshal, W. E. Rodriguez, U. Sen, S. C. Tyagi., and Obsahuje bibliografii a bibliografické odkazy
Ultrafast time resolved emission spectra were measured in whole cells of a PSI-deficient mutant of Synechocystis sp. PCC 6803 at room temperature and at 77K to study excitation energy transfer and trapping. By means of a target analysis it was estimated that the terminal emitter of the phycobilisome, termed allophycocyanin 680, transfers its energy with a rate of (20 ps)-1 to PSII. This is faster than the intraphycobilisome energy transfer rates between a rod and a core cylinder, or between the core cylinders., A. M. Acuña, P. Van Alphen, R. Van Grondelle, I. H. M. Van Stokkum., and Obsahuje bibliografické odkazy
Ultraslabá emise fotonů se vyskytuje prakticky u všech metabolicky aktivních biologických systémů. Jejím zdrojem jsou elektronově excitované stavy molekul vznikající v průběhu oxidativních reakcí biomolekul. Ultraslabá emise fotonů detekovatelná citlivými a nízkošumovými fotonásobiči a CCD kamerami může najít uplatnění v neinvazivních diagnostických metodách v zemědělství a biomedicíně., Ultra-weak photon emission is present in virtually all metabolically active biological systems. Its source is electronically excited states of molecules produced during the oxidation reactions of biomolecules. Ultra-weak photon emission detected with sensititive and low noise photomultipliers and CCD cameras can be exploited in non-invasive diagnostics in biomedicine and agriculture., Michal Cifra, Pavel Pospíšil., and Obsahuje seznam literatury
Příspěvek popisuje základní možnosti použití bezkontaktního snímání teplotních polí v oblasti biomedicínského inženýrství a prezentuje začínající aktivity společného interdisciplinárního pracoviště Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT v Praze a 1. lékařské fakulty Karlovy univerzity v Praze. Je podán přehled několika aplikací v medicíně a dále je uveden přehled vlivu okolních podmínek pro úspěšné použití této metody pro měření na živých objektech., Jan Kašpar, Barbora Kaňková, Pavel Smrčka, Karel Hána, Jiří Brada, Radek Fiala, Radovan Hudák, Tomáš Nedělka., and Obsahuje seznam literatury