Autor: Bc. Ladislav Šigut    Obor: Biofyzika      Rok: 2009
1. Stručný popis pigment proteinových   komplexů2. Metodiky elektronové mikroskopie pro   studium fotosyntetického aparátu...
Optická mikroskopieFluorescenční mikroskopieKonfokální mikroskopieElektronová mikroskopieMikroskopie skenovací sondou
LHC   PS I/II (RC I/II)     CyanobakterieFykobilizom = LHC
Nesou několik molekul(bakterio)chlorofylu arůzných karotenoidů                                          Větší membránové  ...
Rozlišení         Teoretické 0,04 Å × praxe 1 Å (aberace elmag čoček)         Makromolekuly, oligomery a supramolekulárn...
   Radiační citlivost makromolekul                                                  Rozlišení       Pohyb vzorku v paprs...
Elektronová krystalografie               Rentgenová krystalografie Správně uspořádané 2D                   Produkce velk...
 Vyřešení celkového tvaru PS I komplexu špenátu na rozlišení  25 Å (Kitmitto et al., 1998)    další studie: vazebná míst...
Huseníček rolní    Trimerní LHC II (S,M, L)                       PS II + LHC II   Kontrast barvením                    Mo...
× Elektronová krystalografie Studium struktury a dynamiky                 D1  struktur, z nichž je obtížné sestavit  2D n...
 Výzkum pomocí SPA od konce 70. let Monomerní a trimerní forma PS I (závisí na růstových  podmínkách)    Nedostatek Fe:...
Vyšší R     Cyanobakterie   Prochlorofyta PS I – LHC I    Komplex          PcbC – PS Isuperkomplex     jádra PS I     supe...
 Konec 80. let: nedostatek dat o struktuře PS II s vysokým rozlišením Využití negativního barvení Dimerní organizace já...
 Kryo-EM: 3D struktura PS II – LHC II superkomplexu vyšších R    Rozlišení 24 Å (Nield et al., 2000)    Kyslík vyvíjejí...
Vacha et al. (2005) Microscopy and single molecule detection inphotosynthesisBibby, T.S. (2003) Structure of a photosystem...
Děkuji za pozornost
RC – reakční centrumPS – fotosystémLHC – světlosběrný komplexFykobilizom, Pcb – plnífunkci LHC u nižšíchorganismů
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Elektronova mikroskopie a fotosynteticky aparat

421
-1

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
421
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Elektronova mikroskopie a fotosynteticky aparat

  1. 1. Autor: Bc. Ladislav Šigut Obor: Biofyzika Rok: 2009
  2. 2. 1. Stručný popis pigment proteinových komplexů2. Metodiky elektronové mikroskopie pro studium fotosyntetického aparátu3. Elektronová krystalografie: Fotosystém I/II a anténní komplexy4. Jednočásticová analýza: Fotosystém I/II a anténní komplexy
  3. 3. Optická mikroskopieFluorescenční mikroskopieKonfokální mikroskopieElektronová mikroskopieMikroskopie skenovací sondou
  4. 4. LHC PS I/II (RC I/II) CyanobakterieFykobilizom = LHC
  5. 5. Nesou několik molekul(bakterio)chlorofylu arůzných karotenoidů Větší membránové Mnohojednotkové domény superkomplexyMultiproteinové komplexyStroma • PS I komplexy Grana • PS II komplexy + LHC (PSII)
  6. 6. Rozlišení  Teoretické 0,04 Å × praxe 1 Å (aberace elmag čoček)  Makromolekuly, oligomery a supramolekulární seskupeníVelká hloubka Soubor 2D projekcí Tomografická ostrosti pozorované rekonstrukce:(malá apertura) 3D struktury 3D mapa Využití  Studium struktury ( × NMR, RTG krystalografie)  Analýzy různých funkčních stavů  Časově rozlišené studium  Studium konformační flexibility velkých komplexů
  7. 7.  Radiační citlivost makromolekul Rozlišení  Pohyb vzorku v paprsku elektronů nejlépe 3 Å  Nízký kontrast (C, O, H, N)  Vysoký šum => průměrováníKrystalografická metoda Jednočásticová metoda 2D krystaly malých proteinů  Jednotlivé fixované částice Potenciál řešit strukturu  Rozlišení omezeno na 10-25 Å v atomárním rozlišení
  8. 8. Elektronová krystalografie Rentgenová krystalografie Správně uspořádané 2D  Produkce velkých 3D krystalů krystalické objekty (obtížná příprava)  Vhodná pro studium membránových proteinů  90. léta: určení struktury bakteriorhodopsinu (světlem řízená protonová pumpa cytoplazmatické membrány halobakterií)  řešena na úroveň rozlišení 3,5 Å (Henderson et al., 1990), později 3 Å (Grigorieff et al., 1996)  Struktura LHC II: rozlišení 3,4 Å (Kühlbrandt et al., 1994), RTG krystalografie LHC II špenátu - rozlišení 2,72 Å (Liu et al., 2004)
  9. 9.  Vyřešení celkového tvaru PS I komplexu špenátu na rozlišení 25 Å (Kitmitto et al., 1998)  další studie: vazebná místa mobilních elektronových přenašečů  RTG difrakce: 4,4 Å - PS I hrachu (Ben-Shem et al., 2003) Cyanobakterie: monomerní a trimerní PS I komplex  EM 3D mapa monomerního PS I v rozlišení 8 Å (Karrast et al., 1996)  RTG kryst.: PS I komplex při rozlišení 2,5 Å (Jordan et al., 2001)
  10. 10. Huseníček rolní Trimerní LHC II (S,M, L) PS II + LHC II Kontrast barvením Monomerní LHC IIPrůměrování 450 projekcí (CP 29, 26, 24)
  11. 11. × Elektronová krystalografie Studium struktury a dynamiky D1 struktur, z nichž je obtížné sestavit 2D nebo 3D krystaly (viry, ribosomy, chaperony, membránové proteinové komplexy) Střední rozlišení (do 10 Å) => D2 kombinace jednočásticové rekonstrukce a RTG krystalografie
  12. 12.  Výzkum pomocí SPA od konce 70. let Monomerní a trimerní forma PS I (závisí na růstových podmínkách)  Nedostatek Fe: náhrada fykobilisomů IsiA proteinem  Kruh 18 podjednotek IsiA kolem PS I (stejně Pcb protein u prochlorofyt) Pouze nesymetrické monomery Zelená řasa Chlamydomonas reinhardtii: LHC I tvoří půlměsíc na jedné straně PS I komplexu
  13. 13. Vyšší R Cyanobakterie Prochlorofyta PS I – LHC I Komplex PcbC – PS Isuperkomplex jádra PS I superkomplex
  14. 14.  Konec 80. let: nedostatek dat o struktuře PS II s vysokým rozlišením Využití negativního barvení Dimerní organizace jádra PS II, výstupky na lumenální straně přiřazeny O2 vyvíjejícímu komplexu (Bumba et al., 2004)  Monomerní a trimerní  Biochemická analýza: symetricky 2 monomery CP 26, 29 a trimer Lhcb1, Lhcb2 komplex  Přidání dalších LHC II trimerů: připojení na 3 různé pozice na PS II silnou (S), střední (M) a nepevnou (L) vazbou
  15. 15.  Kryo-EM: 3D struktura PS II – LHC II superkomplexu vyšších R  Rozlišení 24 Å (Nield et al., 2000)  Kyslík vyvíjející komplex = tetramer PS II PS II - LHC II Pcb - PS II Červená řasa Špenát Prochlorofyta
  16. 16. Vacha et al. (2005) Microscopy and single molecule detection inphotosynthesisBibby, T.S. (2003) Structure of a photosystem II supercomplex isolated fromProchloron didemni retaining its chlorophyll ab light-harvesting system(http://tinyurl.com/BibbyT-S)http://www-vis.lbl.gov/Vignettes/ - Cryo-EMhttp://tinyurl.com/cryoEM3obr - RC I PS Ihttp://tinyurl.com/Photosys1 - Photosystem I in cyanobacteriahttp://tinyurl.com/Reinhardtii3Dhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Biology/antpho.html
  17. 17. Děkuji za pozornost
  18. 18. RC – reakční centrumPS – fotosystémLHC – světlosběrný komplexFykobilizom, Pcb – plnífunkci LHC u nižšíchorganismů
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×