Academic literature on the topic 'Spektroskopia absorpcyjna i emisyjna'

Praca przedstawia wyniki badań spektroskopowych alizaryny, indygo i luteoliny. Poprzez połączenie różnych technik spektroskopii oscylacyjnej i elektronowej absorpcyjnej oraz obliczeń kwantowo-chemicznych i chemometrii możliwa była identyfikacja in situ, analiza strukturalna, badanie dystrybucji i oddziaływań wybranych barwników naturalnych zarówno w materiale roślinnym jak i w miejscu ich zastosowania - tkaninie. Ze względu na różnorodne właściwości prezentowanych związków i w konsekwencji zróżnicowaną problematykę badawczą, układ rozprawy nie jest standardowy. Rozdział pierwszy stanowi wprowadzenie, ukazuje pracę w kontekście ogólnym i przedstawia motywację podjęcia badań. Kolejne trzy rozdziały (II. Alizaryna, III. Indygo, IV. Luteolina) przedstawiają szczegółowo przeprowadzone badania, a każdy z nich poprzedzony jest przeglądem literaturowym, gdzie przedstawiony jest i krótko scharakteryzowany badany związek. Każdorazowo została omówiona metodologia badań, a następnie zaprezentowano otrzymane wyniki i ich dyskusję. Rozdział V. podsumowuje osiągnięcia pracy w kontekście metodologicznym i poznawczym oraz prezentuje możliwości wykorzystania zdobytej wiedzy i perspektywy dalszych badań. Na końcu załączono zestawienie cytowanej literatury (VI) oraz spis publikacji własnych (VII).

Praca zawiera wyniki badań diagnostycznych plazmy indukowanej nanosekundowymi impulsami laserowymi w środowisku argonu pod ciśnieniem atmosferycznym. Diagnostyka plazmy obejmowała wyznaczenie koncentracji swobodnych elektronów oraz temperatur: elektronowej, jonizacyjnej i wzbudzeniowych z osobna dla układu atomów i jonów argonu. Koncentraqa elektronów i ich temperatura były wyznaczane metoda laserowego rozpraszania Thomsona. Z kolei, metody optycznej spektroskopii emisyjnej zostały użyte do wyznaczenia temperatur wzbudzeniowych i jonizacyjnej a także koncentracji elektronów używając do tego celu odpowiednio wykresów Boltzmanna i Sahy-Boltzmanna oraz rozszerzenie Starka linii emisyjnych. W oparciu o warunki kwazi-statycznosci, kwazi-jednorodności i kryterium McWhirtera zweryfikowano stan równowagi termodynamicznej plazmy na rożnych etapach jej ewolucji. Ponadto, zbadano wpływ impulsu próbkującego w metodzie rozpraszania Thomsona na stan samej plazmy.
The thesis concerns diagnostic of nanosecond laser-induced plasma in argon at atmospheric pressure. The results include electron concentration and electron temperature, excitation temperatures in argon atomic and ionic systems as well as ionization temperature. The electron temperature and concentration were determined using the laser Thomson scattering method while the optical emission methods were applied for determining excitation and ionization temperatures and electron concentration. In the latter case methods of the Boltzmann and Saha-Boltzmann plots and the Stark broadening of emission spectral lines were utilized. Based on the quasi-static, quasihomogeneity and the McWhirter criteria, the state of plasma thermodynamic equilibrium was verified at various stages of its evolution. Moreover, the effect of the sampling pulse in the Thomson scattering method on the plasma state was investigated.

This thesis provides biophysical bases of the interactions between two proteins involved in microRNA (miRNA)-mediated silencing: CNOT1 and the silencing domain of GW182. The regulation of gene expression at the post-transcriptional level involves the crucial CCR4-NOT deadenylase complex, which deadenylates mRNA, and can also inhibit translation in an independent fashion. In miRNA-mediated silencing, the CCR4-NOT complex is brought into the vicinity of the target mRNA by the successive actions of the miRNA, the Argonaute protein and finally, the GW182 protein, which interacts directly with CCR4-NOT. In the case of silencing of mRNAs containing AU-rich elements, the same action is performed by the protein called tristetraprolin involved in the regulation of inflammatory processes. The interactions and interplay between all of these high molecular weight proteins are relatively poorly understood. In particular, the interaction sites between GW182 and the CCR4-NOT complex were previously unknown. Molecular biology experiments allowed the identification of CCR4-NOT interaction motifs on GW182. One of them is crucial for deadenylation, while the other is vital in mediating the interaction with CCR4-NOT via CNOT1, the scaffolding subunit of the CCR4-NOT complex. Biophysical experiments based on hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry allowed the identification of the corresponding binding site on CNOT1(800-999). Surprisingly, the binding site of the GW182 silencing domain was found to be at the same CNOT1(800-999) surface region as the binding site of tristetraprolin. Biochemical experiments excluded their simultaneous binding to CNOT1. The GW182 and tristetraprolin proteins share a common motif, RLPXφ, that interacts with CNOT1 in a very similar, but not identical, manner. This sequence has been proposed to act as a short linear motif. Thus, the two different gene silencing pathways: miRNA-mediated silencing and ARE-mediated silencing intersect at CNOT1, which serves as a molecular hub. The structural dynamics of the GW182 silencing domain and the CNOT1(800-999) fragments were also studied. The GW182 silencing domain was experimentally proved to be natively unstructured except for an RNA-recognition motif (RRM) domain. The GW182 RRM domain was found to be a loose structure, contrary to the CNOT1(800-999) structure that was found to be very rigid. Experiments performed in this thesis have led to the discovery of the interaction sites between the natively disordered GW182 silencing domain and the helical CNOT1(800-999) protein fragment, contributing to the understanding of the molecular mechanisms of recognition within protein complexes involved in gene silencing in different physiological processes.
Niniejsza praca doktorska dotyczy biofizycznych podstaw oddziaływania między białkami zaangażowanymi w wyciszanie ekspresji genów przez mikro-RNA (miRNA), a mianowicie pomiędzy białkiem CNOT1 a domeną wyciszającą białka GW182. W procesie wyciszania ekspresji genów przez miRNA, cząsteczki te wiążą się z białkiem Argonaute i naprowadzają je na cząsteczkę mRNA, która ma ulec wyciszeniu. Z białkiem Argonaute oddziałuje białko GW182, które z kolei wiąże się z kompleksem deadenylaz CCR4-NOT. Kompleks ten deadenyluje mRNA oraz może także blokować jego translację, co łącznie prowadzi do wyciszenia ekspresji danego genu. Z kolei w wyciszaniu mRNA zawierających sekwencje bogate w adeninę i urydynę, rolę miRNA wraz z Argonaute i GW182 pełni białko o nazwie tristetraprolina, które odgrywa kluczową rolę w procesach odpowiedzi na stany zapalne. Oddziaływania pomiędzy składnikami tego skomplikowanego układu białek o wielkich masach cząsteczkowych są jeszcze stosunkowo słabo poznane. W szczególności, nieznane były miejsca odpowiedzialne za tworzenie kompleksu pomiędzy GW182 a CCR4-NOT. Doświadczenia z zakresu biologii molekularnej pozwoliły na identyfikację miejsc wiążących CCR4-NOT w sekwencji domeny wyciszającej białka GW182. Jedno z nich ma kluczowy wpływ na deadenylację, a drugie - kluczowy wpływ na oddziaływanie z kompleksem CCR4-NOT za pośrednictwem jego centralnej podjednostki CNOT1. Badania biofizyczne metodą wymiany wodór-deuter sprzężoną ze spektrometrią mas pozwoliły z kolei na identyfikację miejsca oddziaływania GW182 na białku CNOT1 (we fragmencie 800-999), które, niespodziewanie, okazało się bardzo dobrze pokrywać z miejscem oddziaływania CNOT1(800-999) z tristetraproliną. Eksperymenty biochemiczne wykazały, że białka te konkurują o miejsce oddziaływania na CNOT1(800-999). Białka GW182 i tristetraprolina oddziałują z CNOT1 wykorzystując ten sam motyw sekwencji, RLPXφ, w bardzo podobny, jednak nie identyczny sposób. Sekwencja ta prawdopodobnie działa jako tzw. krótki motyw liniowy (z ang. short linear motif, SLiM). Zatem te dwa szlaki kontroli nad ekspresją genów krzyżują się. W pracy zbadano także dynamikę strukturalną białka CNOT1(800-999) oraz domeny wyciszającej białka GW182. Wykazano eksperymentalnie, że białko GW182 ma nieustrukturyzowany charakter, oprócz domeny wiążącej RNA (RRM), która ma strukturę bardzo dynamiczną. Natomiast białko CNOT1(800-999) charakteryzuje się stabilną, ściśle upakowaną strukturą. Przeprowadzone badania doprowadziły do odkrycia miejsc oddziaływania pomiędzy natywnie nieustrukturyzowaną domeną wyciszającą GW182, a helikalnym fragmentem białka CNOT1(800 999), przyczyniając się do zrozumienia molekularnych mechanizmów rozpoznawania w kompleksach białkowych odpowiedzialnych za regulację ekspresji genów w różnych procesach komórkowych.

Przedmiotem niniejszej rozprawy doktorskiej jest następująca grupa Nbenzylamino(boronofenylo)metylo pochodnych kwasów fosfonowych: N-benzyloamino-(3-boronofenylo)-S-metylofosfonowy, N-benzyloamino-(4-boronofenylo)-S-metylofosfonowy, N-benzyloamino-(2-boronofenylo)-R-metylofosfonowy, N-benzyloamino-(3-boronofenylo)-R-metylofosfonowy i N-benzyloamino-(4-boronofenylo)-R-metylofosfonowy. Związki te są potencjalnymi substancjami hamującymi aktywność enzymów z grupy kinaz. Deregulacja funkcji kinaz białkowych została rozpoznana w różnego rodzaju chorobach nowotworowych. Aktywność kinaz białkowych w rozwoju komórek nowotworowych objawia się inicjowaniem wzrostu i rozwoju komórek nowotworowych, jak również zahamowaniem programowanej śmierci komórki guza. Wieloletnie badania nad rolą kinaz, a także innych enzymów w chorobie nowotworowej, przyczyniły się do poszukiwania inhibitorów enzymów mających znaczenie w ekspansji choroby jako leki wspomagające terapię nowotworową. Celem przygotowanej rozprawy doktorskiej było zbadanie struktur oscylacyjnych grupy kwasów N-benzyloamino(boronofenylo)metylo fosfonowych przy użyciu dwóch metod spektroskopii oscylacyjnej: spektroskopii absorpcyjnej w zakresie podczerwieni (IR) i spektroskopii rozproszenia ramanowskiego (RS). Interpretacja widm eksperymentalnych została poparta obliczeniami teoretycznymi widm oscylacyjnych przy użyciu zaawansowanych metod obliczeniowych, takich jak metoda DFT (Density Functional Theory). Kolejnym celem badań eksperymentalnych było określenie mechanizmów adsorpcji wspomnianych cząsteczek, przy użyciu techniki powierzchniowo - wzmocnionego efektu Ramana (SERS), na różnych podłożach metalicznych i zmian zachodzących w tych procesach wynikających z konfiguracji absolutnej (-R i-S) i izomerii konstytucyjnej (orto-, meta-i para-) cząsteczek oraz rodzaju zastosowanego SERS - aktywnego podłoża metalicznego (koloidy metali, elektrochemicznie schropowacone elektrody) o zadanej morfologii powierzchni. Badania eksperymentalne SERS przeprowadzono przy użyciu dwóch koloidów srebra o rozmiarach nanocząstek 10-15 nm oraz 20-25 nm, a także koloidu złota o rozmiarach nanocząstek 10 nm. Dla dwóch wybranych analogów badanych kwasów fosfonowych przeprowadzono pomiary na koloidach metalicznych w różnych warunkach pH oraz w różnym stężeniu. Ponadto przeprowadzono pomiary SERS dla związków zaadsorbowanych na elektrochemicznie schropowaconych elektrodach: srebrowej, złotej i miedziowej przy zastosowaniu różnego potencjału elektrodowego. Wyniki przeprowadzonych pomiarów pozwoliły na opisanie mechanizmów adsorpcji analizowanych molekuł. Mechanizmy te zależą ściśle od zastosowanego SERS - aktywnego substratu oraz warunków pomiarowych (pH, stężenia, potencjału elektrodowego). Jednakże, można wskazać, iż fragment kwasu fenyloborowego wszystkich badanych związków silnie oddziaływał z użytą powierzchnią metaliczną przyjmując różną orientację. Ponadto zaobserwowano różnice w geometrii adsorpcyjnej badanych molekuł, immobilizowanych na tym samym substracie. Różnice te wynikają z konfiguracji absolutnej (-R i -S) oraz izomerii konstytucyjnej (orto-, meta- i para-). Dla związku para- w konfiguracji absolutnej -S stwierdzono, że w procesie adsorpcji molekuły na powierzchni elektrochemicznie schropowaconej elektrody Ag, Au, i Cu w warunkach pozytywnego potencjału elektrodowego dominującym mechanizmem wzmocnienia sygnału SERS jest mechanizm chemiczny. Dodatkowo przeprowadzone analizy dla dwóch związków zaadsorbowanych na powierzchni nanocząstek koloidalnego srebra i złota w różnych warunkach pH wskazały, że w pH = 9 dla badanych związków dochodzi do zmiany hybrydyzacji atomu boru z trygonalnej sp2 na teraedryczną sp3.