Vilniaus universitetas

Proteomikos centras

Lietuvos biochemiku draugija


Orai Vilniuje

Bioelektrochemijos ir biospektroskopijos skyrius

Veikla

Mokslinių tyrimų kryptis – struktūrinės-funkcinės organizacijos bei elektrocheminių ir bioatpažinimo procesų tyrimai biomembranų sistemose ir jų modeliuose.

Trys pagrindinės tyrimų potemės:
1. Biomolekulių struktūros ir funkcionavimo tyrimai fazių riboje (adsorbuotų molekulių konformacijos kitimai ir orientacija paviršiaus atžvilgiu; tarpfazinė biomolekulių sąveika su tirpalo komponentėmis; tarpiniai junginiai paviršiniuose redokso procesuose; bioatpažinimas fazių riboje; naudojami metodai: in situ FT-Ramano, FT-IR spektroelektrochemija, suminio dažnio generacijos spektroskopija, voltamperometrija);
2. Lipidų polimorfizmo tyrimai bei lipidų mezofazių panaudojimas biomembranų tyrimuose ir biomolekulių imobilizavimui (naudojami metodai: FT-IR, Ramano ir Rentgeno spindulių difrakcijos spektroskopijos);
3. Paviršinė bioelektrochemija (ilgagrandžių tiolių, pasižyminčių reikiamomis cheminėmis bei saviorganizacijos savybėmis, sintezė; paviršių modifikavimas elektochemiškai aktyvių ilgagrandžių tiolių monosluoksniais; hibridinių redokso aktyvių sluoksnių, modeliuojančių biologines membranas, analizė; krūvio pernešimo tarp elektrai laidžių paviršių ir biomolekulių tyrimas; naudojami metodai: voltamperometrija, elektrocheminė impedanso spektroskopija).

Tiriant biomolekulių (baltymų, lipidų, vitaminų) struktūrinius-funkcinius ypatumus fazių riboje, greta skyriui tradicinės fazių ribos „elektrodas/elektrolitas“ pastaruoju metu plačiai pradėtos naudoti lipidų vandenyje formuojamos kubinės skystakristalinės fazės (Barauskas ir kt., 1997, 1998, 1999, 2000; Misiūnas ir kt., 2004, 2005, 2006; Razumas, 2005).

Skyriaus biologai, bendradarbiaudami su VU Gamtos mokslų fakulteto Biochemijos ir biofizikos katedros bei kitų instituto skyrių kolegomis, toliau sėkmingai tęsė mielių Saccharomyces cerevisiae plazmidinės transformacijos efektyvumo priklausomybės nuo ląstelės energetinio režimo, sienelės struktūros ir mielių ląstelės ciklo stadijos tyrimus, panaudodami tam funkcinių sistemų chromosominius ir mitochondrijų DNR mutantus bei elektrocheminius tyrimo metodus (Chaustova ir kt., 1997; Bulovas ir kt., 1998; Šimkevičienė ir kt., 1998; Chaustova, 2000, 2003; Zimkus ir Chaustova, 2003, 2004; Chaustova ir Zimkus, 2004, 2005; Zimkus ir kt., 2006).  

Skyriuje buvo atliekami bioelektrocheminiai tyrimai, panaudojant chemiškai modifikuotus elektrodus, gaunamus formuojant savaime susidarančius monosluoksnius (Kazakevičienė ir kt., 2003; Valinčius ir kt., 2004, 2005) ir biomembranas modeliuojančius polisluoksnius (Valinčius ir kt., 2006). Šios sistemos panaudotos kuriant naujas (bio)elektrokatalizines ir bioanalizines sistemas.

 

Skyriuje sintezuotų ir savitvarkius (mono)sluoksnius formuojančių junginių bei hidrolizuojančių fermentų substratų pavyzdžiai (Kažemėkaitė ir kt., 2001, 2004, 2006; Valinčius ir kt., 2005; Bulovas ir kt., 2006). Sėkminga veikla šioje tyrimų srityje didele dalimi apspręsta kūrybingu skyriaus chemikų-organikų darbu, kurie sintezavo daugelį elektrodų modifikavimui skirtų junginių

 Skyriaus darbuotojai dalyvauja tarptautiniuose projektuose. 2000-2001 metais vykdomo tarptautinio projekto tema - „Gamtinių ir sintetinių elektrochemiškai aktyvių molekulių struktūros, judrumo ir redokso savybių tyrimai sistemos monooleinas-vanduo skystakristalinėse fazėse“ („Structural effects, mobility and redox behaviour of natural and synthetic electrochemically active molecules included in the monoolein-water liquid crystalline phases“). Tyrimus finansavo Švedijos Karališkoji mokslų akademija ir Lundo universitetas.

Nuo 2004 vasario iki 2007 vasario mėn. vykdytas ES 6BP STREP tipo projektas „Saviindikuojančios biologinės nanosistemos vienos biomolekulės veikimo mechanizmo tyrimui ir valdymui“ („Self-reporting biological nanosystems to study and control biomolecular mechanisms on the single molecule level“, akronimas BIOSCOPE). Šį projektą Bioelektrochemijos ir biospektroskopijos skyrius vykdė kartu su dar aštuoniais partneriais iš septynių ES šalių, projektą koordinavo Lundo universitetas (Švedija). Tyrimai buvo atliekami modelinėmis biomolekulėmis pasirinkus atskirą fermentų klasę – lipazes, kurių savybių praktiniu panaudojimu buvo suinteresuota projekto dalyvė Danijos kompanija „Novozymes“ A/S. Skyriaus darbuotojai tyrė rekombinantinės Thermomyces lanuginosus lipazės struktūrines-funkcines ypatybes įvairiose fazių ribose, lipidų skystakristalinėse fazėse.

 Greta to, buvo sukurta visa eilė naujų spektroskopinių ir elektrocheminių (Ignatjev ir kt, 2005; Valinčius ir kt., 2005) šio fermento aktyvumo nustatymo metodų.