Isolation and purification of diadinoxanthin cycle pigments and their influence on molecular dynamic of artificial membranes

Okrzemki to glony, u których zachodzi cykl diadinoksantynowy (cykliczne przemiany diadinoksantyny (Ddx) w diatoksantynę (Dtx)). Przedmiotem niniejszej pracy magisterskiej jest izolacja i oczyszczanie barwników cyklu diadinoksantynowego oraz zbadanie ich wpływu na dynamikę molekularną błon modelowych. W ramach pracy przeprowadzono badania mające na celu optymalizację warunków hodowli okrzemek P. tricornutum, polegającą na doborze temperatury, intensywności światła, składu pożywki oraz czasu po jakim je wirowano. Z otrzymanych osadów izolowano barwniki (HPTLC). Niezależnie od warunków prowadzenia hodowli, pozyskiwano czystą Dtx. Z hodowli wzrastających w T = 15 – 23 ±1⁰C, których osady zbierano po upływie 7 – 10 dni otrzymywano zanieczyszczoną Ddx. W przypadku osadów uzyskanych z hodowli przechowywanych w T = 12 – 15⁰C i wirowanych po 5 dniach, pozyskiwano czystą Ddx. Kolejnym krokiem było przeprowadzenie próby oczyszczenia zanieczyszczonej Ddx. Badania wstępne wykazały, że jest to możliwe stosując jako mieszaninę ekstrakcyjną 60% aceton oraz płytki TLC, żel krzemionkowy, 60 F254. W badaniach wpływu otrzymanych barwników na dynamikę molekularną błon modelowych wykorzystano spektrometrię elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR). Dla błon ze znacznikiem spinowym SASL-5 wstępnie stwierdzono brak wpływu Ddx i Dtx na jej dynamikę molekularną w obszarze hydrofilowym. Gdy błona zawierała znacznik SASL-16, stwierdzono jej usztywnienie pod wpływem Dtx. Ponieważ proces wbudowywania znacznika SASL-16 był utrudniony, nie można było określić wpływu Ddx na dynamikę molekularną błony.

Diatoms are group of algae which proceed diadinoxanthin cycle (cyclical conversions of diadinoxanthin (Ddx) and diatoxanthin (Dtx)). The subject of this thesis refers to the isolation and purification of diadinoxanthin cycle pigments and their influence on the molecular dynamics of artificial membranes. During the study, conditions of diatom P.tricornutum culture such as temperature, light intensity, composition of the medium and time of cultivation was optimized. Then cultures were centrifuged and the sediment was collected. Isolation of pigments was performed (HPTLC). From every sediment pure Dtx was obtained. Ddx isolated from sediments derived from cultures which grown in T = 15–23 ±1⁰C and which was collected after 7-10 days was contaminated. In case of sedminents from cultures that grown in T= 12–15⁰C and collected after 5 days, pure Ddx was obtained. The next step was purification of contaminated Ddx. Preliminary studies have shown that this is possible with 60% acetone as extraction mixture and with Silica gel 60 F254 TLC plates. During the examination of influence of diadinoxanthin cycle pigments on molecular dynamics of artificial membranes electron paramagnetic resonance spectrometry (EPR) was used. In membranes with SASL-5 spin label preliminary test have shown that Ddx and Dtx have no effect on molecular dynamics of this membrane. In case of SASL-16 spin label, influence of Dtx was observed but there is no evidence for Ddx effect because of problems connected with incorporations of SASL-16 in membranes and with limited time for research.