Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in posts
Search in pages
Filter by Categories
Bioenergeetika
Bioorgaanika
KBFI
KEAF
Keemiline füüsika
Keskkonnatoksikoloogia
Uncategorized
{ "homeurl": "https://kbfi.ee/", "resultstype": "vertical", "resultsposition": "hover", "itemscount": 4, "imagewidth": 70, "imageheight": 70, "resultitemheight": "70px", "showauthor": 0, "showdate": 0, "showdescription": 1, "charcount": 3, "noresultstext": "No results!", "didyoumeantext": "Did you mean:", "defaultImage": "http://kbfi.ee/wp-content/plugins/ajax-search-lite/img/default.jpg", "highlight": 0, "highlightwholewords": 0, "scrollToResults": 0, "resultareaclickable": 1, "defaultsearchtext": "Otsi..", "autocomplete": { "enabled" : 0, "lang" : "en" }, "triggerontype": 1, "triggeronclick": 1, "redirectonclick": 0, "trigger_on_facet_change": 1, "settingsimagepos": "right", "hresultanimation": "fx-none", "vresultanimation": "fx-none", "hresulthidedesc": "1", "prescontainerheight": "400px", "pshowsubtitle": "0", "pshowdesc": "1", "closeOnDocClick": 1, "iifNoImage": "description", "iiRows": 2, "iitemsWidth": 200, "iitemsHeight": 200, "iishowOverlay": 1, "iiblurOverlay": 1, "iihideContent": 1, "iianimation": "1", "analytics": 0, "analyticsString": "", "redirectonclick": 0, "redirectClickTo": "results_page", "redirect_on_enter": 0, "redirectEnterTo": "results_page", "overridewpdefault": "0" }

Makromolekulaarsed struktuuri ja funktsiooni vahelised seosed ning vastasmõjud

Molekulaarne süsteemne bioenergeetika

Molekulaarse süsteemse bioenergeetika alaseks eesmärgiks on uurida rakusiseseid struktuurseid interaktsioone tervete ja patoloogiliste rakkude energiametabolismi regulatsioonis. Süsteemibioloogia paradigma eeldab keeruliste biosüsteemide käitumise kirjeldamist mitmesuguste suhteliselt iseseisvate allsüsteemide struktuuri ja funktsiooni ning nendevaheliste seoste kirjeldamise kaudu. Südamelihase rakkude bioenergeetika puhul hõlmab see raku hingamisahela, sisemembraani ATP-süntasoomi kuuluvate ATP-süntaasi ja adenosiinnukleotiid-translokaasi ja fosforitransporteri, mitokondriaalset kreatiinkinaasi, välismembraani poriinkanali mille kaudu toimub metaboliitide vahetus rakus ning seda kanalit moduleerivaid valguliste faktorite, neist seni teadaolevalt tubuliini heterodimeeri ning teiste võimalike valguliste komponentide koostoimimise kineetika kirjeldamist.

Rakusiseste struktuursete interaktsioonide ning energiametabolismi väljakujunemine postnataalses arengus on ideaalne objekt uurimaks kõrgeltorganiseeritud intratsellulaarseid struktuure, kus raku bioenergeetiline süsteem varieerub vastavalt struktuurile. Kuna muutused raku bioenergeetikas on üheks esimeseks märgiks raku patoloogilisest seisundist on oluliseks uurimissuunaks ka vähirakkude bioenergeetika.

Programm annab teoreetilise aluse tervete lihasrakkude bioenergeetika, isheemia, südamepuudulikkuse, müokardi infarkti, paljude neurodegeneratiivsete haiguste ning vähi bioenergeetiliste tekkemehhanismide ning isheemia-reperfusiooni kahjustuste mõistmiseks.

Biomolekulide interaktsioonid

Rakuprotsesside toimumine ning regulatsioon tugineb bioaktiivsete molekulide vastastikusele äratundmisele, seostumisele ning koostoimele – fundamentaalsetele vastasmõjudele (inter-aktsioonidele) rakule eriomases biomolekulidega tihedalt asustatud keskkonnas.

Uurimistöö eesmärk on nende vastasmõjude mõistmine ning ennustusjõuline kirjeldamine, ühendades eksperimentaalsed uuringud vastavate protsesside teoreetilise modelleerimisega, mis tugineb struktuursetel andmetel süsteemides: valk-valk, valk-DNA, valk-rakumembraan, valk-bioaktiivne peptiid, valk-madalmolekulaarne ligand.

Uuringute keskmes on uute katalüütiliste, geeniregulatsiooni mõjutavate, meditsiinilises diagnostikas kasutatavate ning farmakoloogiliselt aktiivsete ühendite otsimine, eraldamine looduslikest allikatest ning nende igakülgne biokeemiline iseloomustamine.

Oodatavad tulemused on fundamentaalse iseloomuga, aidates mõista valkude ja teiste signaalmolekulide molekulaarse äratundmise mehhanisme nii normis kui patoloogias. Programmi praktilise tähtsuse tagab uuritavate valkude potentsiaalne roll tänapäeva aktuaalsete tervise-probleemide mõistmisel ja lahendamisel – vähk, neurodegeneratiivsed ja südame ning veresoonkonna haigused. Biomakromolekulide struktuuri ja funktsiooni vaheliste seaduspärasuste tundmine rakendub meditsiinis ja farmakoloogias (teadmistepõhine “knowledge based” ravimite ja diagnostikute disainimine) ning bioaktiivsete ainete sünteesil.

Kahefootoniline neeldumine (2PA) biomolekulides

Kahefootoniline fluorestsentsmikroskoopia on muutumas bioloogilise teaduse standardmeetodiks pakkudes nii suuremat ruumilist lahutust kui ka sügavamale kudedesse tungimist. Need kasulikud küljed tulenevad kahefootonilise neeldumise (2PA) erilistest füüsikalistestomadustest (ergastustõenäosuse ruutsõltuvus saabuvate footonite vootihedusest) lubades nähtava fluorestsentsi ergastamiseks kasutada lähi-infrapuna lainepikkuseid.

2PA omab ainulaadset füüsikalist omadust andmaks uudset instrumenti biopolümeeride struktuuri ja funktsiooni avamiseks. Nimelt 2PA protsessi tõenäosus sõltub ka kromofoori püsiva elektrilise dipoolmomendi väärtusest, mis omakorda varieerub lokaalse elektrivälja funktsioonina. Hiljuti näidati, et bioloogiliste kromofooride (nagu fluorestsentsed proteiinid) 2PA ristlõike kvantitatiivset mõõtmist saab kasutada vastava elektrilise dipoolmomendi väärtuse täpseks määramiseks, andes seega ka näiteks 3nm läbimõõduga tündervalgu sisemuses leiduva lokaalse elektrivälja tugevuse ja suuna. Seda tüüpi uudne füüsikaline mõõtmine on unikaalselt väärtuslik võimaldades juurdepääsu lokaalsetele elektrostaatilistele vastasmõjudele nii biopolümeeride sees kui vahel nanomeetri skaalas.

Programmi strateegia on kahene. Esimene eesmärk on jätkata lokaalsete elektriväljade tajumise füüsikaliste põhimõtete arendamist 2PA spektroskoopia ja mikroskoopiaga. Selleks uurime laia valiku biomolekulaarsete proovide 2PA omadusi, et luua ja iseloomustada uut tüüpi molekulaarseid multifotoonseid optilisi andureid, mis oleksid spetsiaalselt välja töötatud lokaalse elektrivälja tuvastamiseks ja mõõtmiseks. 2PA andmete täpsuse ja usaldusväärsuse parandamine, mõõtmiskiiruse suurendamine, lainepikkuste vahemiku optimeerimine, integreerimine olemasolevate mikroskoobisüsteemidega jne on näited lahendust vajavatest kriitilistest tehnilistest küsimustest. Teine ja kaugem eesmärk on algatada T&A tasandil töö spetsiaalse riist- ja tarkvara loomiseks, mis kombinatsioonis spetsialiseeritud 2PA optimeeritud molekulaarsete sondidega oleks kasutatav laiemas molekulaarbioloogiliste uuringute alas.

Programmi üldine eesmärk on arendada uusi katsemeetodeid ja füüsikalisi tööriistu, mis võimaldaksid meil mõista, kuidas biopolümeerid täidavad oma kõige hämmastavamaid keerulisi ülesandeid, ja võib-olla, kuidas inimese loodud tehnoloogia võiks neid funktsioone jäljendada või isegi parandada. Kõik see lõppkokkuvõttes võimaldab meil paremini mõista elu enese toimimise füüsikalisi printsiipe.

KBFI