Arvi
Freibergi töörühma poolt pakutavad bakalaureuse-
ja magistri-tööde teemad: |
||||
| Vaata ka TÜFI koduleheküljelt | ||||
Fluorestsentspektroskoopia kasutamine membraanvalkude struktuuri ja dünaamika uurimiseks Reserveeritud: Jekaterina Aid 30-40% kõikidest valkudest on membraanvalgud. Nende struktuursete omaduste uurimine on võrreldes vees lahustuvate valkudega raskendatud. Siin me kasutame asjaolu, et põhilised valgu omakiirgusesse panustavad aminohapped (Try, Tyr ja Phe) eelistavad valgus koguneda piirkondadesse, mis ühtib lipiidmembraani javesikeskkonda eraldavate piirkihtidega. Eriti Try reageerib vägatundlikult valku ümbritseva keskonna omaduste (nt polaarsus) muutustele. Seepärast võib Try kiirgusspekri ja eluea muutuste kaudunt funktsioonina välisest rõhust saada väga kasulikku informatsiooni valgu konformatsiooniliste muutuste ja nende dünaamika kohta. Töö on jõukohane igale normaalselt edasijõudnud loodusteaduskonna tudengile. Töö teostamiseks vajalikud eriteadmised on kõik kohapeal omandatavad. Tõsisele huvilisele jätkub lahendamist vajavaid probleeme nii magistri- kui ka doktoritööks. Juhendajad: Teadur Liina Kangur/prof Arvi Freiberg Kontakt: liina.kangur@ut.ee |
||||
Fotosünteesiva
chlorofüll a/b sisaldusega antennikompleksi LHCII uurimine optilise spektroskoopia meetoditega Valgusenergiat neelav ja reaktsioonitsentrisse edasitoimetav klorofülli molekulidest ja ümbritsevast valgust koosnev taimeosis tähistusega LHCII kuulub taimse fotosüsteemi PS2 suuremate antennide hulka. Teada on 16-st klorofüll a ja 2-st klorofüll b molekulist koosneva antenni ruumiline struktuur, lisaks hulk spektroskoopilisi ja kineetilisi katseandmeid nii normaaltingimustes kui madalatel temperatuuridel. Siiski on jäänud hulk intrigeerivaid küsimusi, näiteks küsimused mittehoogeensuse rollist füsioloogilisel temperatuuril. Veel üldisemalt, millisel määral on ülimadalatel temperatuuridel saadud tulemused rakendatavad normaaltingimustele. Bakalaureuse tasemel töö on jõukohane igale normaalselt edasijõudnud loodusteaduskonna tudengile. Töö teostamiseks vajalikud eriteadmised on kõik kohapeal töö käigus omandatavad. Töös tehakse suhteliselt lihtsaid toatemperatuuril optilisi mõõtmisi, alustades klorofülli molekuli neeldumis- ja kiirgusspektritest lahustes ja polümeerides. Lõpuks jõutakse ka LHCII antennikompleksi spektrite analüüsini. Tõsisele huvilisele jätkub lahendamist vajavaid probleeme nii magistri-, kui doktoritööks. Juhendajad: Vanemteadur Margus Rätsep/professor Arvi Freiberg Kontakt: margus.rätsep@ut.ee |
||||
Raalieksperimendid ja päriskatsed karotenoididega Karotenoidid (karoteenid ja ksantofüllid) on ühed kõige olulisemad molekulid, mis kaitsevad nii taimi kui ka loomi (sh inimesi) kahjulike keskkonnamõjude eest (vitamiin A on muuseas samuti karotenoid). Konjugeeritud ahelaga karotenoidid on samuti head mudelsüsteemid rakenduslikku huvi pakkuvate konjugeeritud ahelaga polümeeride omaduste mõistmiseks. Bakalaureusetöö tasemel uuritakse erinevate kvantkeemiliste (ab initio, poolempiiriliste ja hübriid-) meetodite rakendatavust konjugeeritud süsteemide modelleerimiseks. Käsitletakse ka konjugeeritud kaksiksidemete omadusi, sh sidemete delokalisatsiooni sõltuvust ahela pikkusest, asendajatest ja lõpurühmadest. Sellel tasemel töö on jõukohane igale normaalselt edasijõudnud loodusteaduskonna tudengile. Töö teostamiseks vajalikud eriteadmised on kõik kohapeal omandatavad. Teoreetilisi uuringuid on huvi korral võimalik katsetega täiendada. Magistri/doktoritöö tasemel uuritakse laengute transporti pikki karotenoidide konjugeeritud ahelat, aga ka karotenoidide - vahelist laengu ülekannet ning keskkonna mõju nendele protsessidele. Juhendajad: Teadur Tarmo Tamm/professor Arvi Freiberg Kontakt: tarmo.tamm@ut.ee |
||||
Biomolekulide spektroskoopilised uuringud kõrgetel rõhkudel Meid ümbritsev keskkond mõjutab meie käitumist. See teada-tuntud tees toimib samuti ka mikromaailmas aatomite ja molekulide tasemel. Kõrge väline rõhk nihutab aatomeid/molekule üksteisele lähemale muutes osakestevahelisi interaktsioone. Tulemusena muutuvad aine karakteersed spektrid, mis võimaldabki neid mõjusid süstemaatiliselt uurida. Bakalaureuse ja magistritöö tasemel uuritakse olulisemate biomolekulide (ftalotsüaniinid, porüriinid, klorofüll, bakterklorofüll, jt) ja nende agregaatide spektraalseid iseärasusi kõrgete rõhkude all. Detailne arusaamine molekulaarsete agregaatide spektrite kujunemisest ja nende peentimmimise mehhanismidest aitab paremini mõista, kuidas fotosünteetilised organismid ammutavad päikeseenergiat ja spektraalselt kohanevad äärmuslike keskkonnaoludega. Vastavaid bio-mimeetilisi ideid saab loodetavasti ära kasutada tuleviku energeetikamudeli väljatöötamisel, mis asendaks seniseid suhteliselt kalleid ja keskkonda koormavaid tehnoloogiaid. Antud tasemel töö on jõukohane igale normaalselt edasijõudnud loodusteaduskonna tudengile. Töö teostamiseks vajalikud eriteadmised on kõik kohapeal omandatavad. Juhendajad: Teadur Aleksandr Ellervee/professor Arvi Freiberg Kontakt: aleksandr.ellervee@ut.ee |
||||
Bakalaureuse, magistri või doktoritöö võimekale füüsika, keemia, füüsika-keemia
materjalitehnoloogia või bioloogia eriala tundengile. Spektroskoopia optiliste näpitsate süsteemis Optilised näpitsad on huvitav ja küllaltki uudne tehnika, kus laseri poolt tekitatud valgusvälja rõhku kasutatakse erinevate mikroobjektide hoidmiseks ja manipuleerimiseks mikroskoobi all. Huvi pakuks aga ka võimalus mõõta selliselt hoitavate objektide spektreid, kuna objekt on nii hoituna küll fikseeritud, aga samas objekti jaoks neutraalsete lainepikkuste kasutamise korral (s.o. mida objekt ei neela) peaks väliskeskkonna mõju talle olema minimaalne, võrreldes teiste fikseerimismeetoditega. Optiliste näpitsate süsteem mikroskoobi Olympus IX-71 baasil on meie laboris praeguse seisuga suuresti välja töötatud, teatud ettevalmistusi on tehtud ka fluorestsentsi mõõtmise kanali lisamiseks sellele. Töö sisuks jääks selle kanali lõplik väljaehitamine ja sellel mõningate test- või ka teaduslikku huvi pakkuvate objektide spektrite mõõtmine. Töö võib sisaldada elemente insenerindusest, laboritehnikast, spektroskoopiliste andmete kogumisest ja nende töötlemisest. Juhendajad: dr. Kristjan Leiger ja prof. Arvi Freiberg Kontakt: kristjan.leiger@ut.ee või freiberg@fi.tartu.ee |
||||
Bakalaureuse või magistritöö võimekale füüsika, keemia, füüsika-keemia materjalitehnoloogia
või bioloogia eriala tundengile. Klorofülli dimeersete vormide uurimine optilise spektroskoopia meetoditega Fotosünteesi käimapanevaks allikaks on päikesevalgus ehk elektromagnetlainete nähtav spektriosa, seetõttu on loomulik uurida vastavaid protsesse optilise spektroskoopia vahenditega. Erinevalt päikesevalgusest on laboritingimustes kasutada väga mitmesuguste ajalis-ruumilis-spektraalsete omadustega valgusallikad. Töö eesmärk on uurida Chl a/a spektraalset jaotust looduslikes valkudes, kasutades selleks neeldumise ja kiirguse mõõtmisi, kaasa arvatud kõrge spektraalse lahutusega meetodeid madalatel temperatuuridel. Bakalaureuse tasemel töö on jõukohane igale normaalselt edasijõudnud üliõpilasele. Tõsisele huvilisele jätkub lahendamist vajavaid probleeme ka magistritööks. Juhendajad: dr. Margus Rätsep ja prof. Arvi Freiberg Kontakt: mratsep@fi.tartu.ee või freiberg@fi.tartu.ee |
||||
Bakalaureusetöö füüsika, keemia, füüsika-keemia materjalitehnoloogia või bioloogia eriala tundengile. Klorofülli ja feofetiini molekulide optiliste spektrite võrdlev uurimus Fotosüntees taimedes ja rohelistes vetikates tugineb klorofülli ja feofetiini molekulidele, mis on organiseerunud valgusantennideks ja reaktsioonitsentriteks. Nimetatud molekule eristab vaid porfiriiniringi tsentraalse Mg aatomi olemasolu või siis puudumine, vastavalt klorofüllis ja feofetiinis. Töö eesmärk on spektroskoopiliste vahenditega uurida feofetiini neeldumis-, kiirgus- ja võnkespektreid. Tulemuste saamiseks kasutatakse tänapäevaseid kõrge spektraalse selektiivsusega meetodeid. Töö tulemusena esitatakse nimetatud kahe molekuli võrdlev käsitlus. Juhendajad: dr. Margus Rätsep ja prof. Arvi Freiberg Kontakt: mratsep@fi.tartu.ee või freiberg@fi.tartu.ee |
||||
Bakalaureusetöö füüsika, keemia, füüsika-keemia materjalitehnoloogia või bioloogia eriala tundengile. Spektraalsälkamise ja selektiivse fluorestsentsi eksperiment klorofüll b lisandiga klaasis Paljudes taimedes, täpsemalt nende valgusantennides esineb mõlemaid klorofülli enamlevinud vorme, tähistatud vastavalt a ja b. Laiaulatuslikumalt on uuritud Chl a optilisi omadusi nii valkudes kui ka lihtsates lahustes, leitud nende elektron ja võnkespektrid ning määratud elektron-foonon vastasmõju tugevus. Töö eesmärk on sarnaste kõrglahutusega spektrite mõõtmine Chl b molekuli jaoks. Töö käigus tuleb lisaks tavapärastele neeldumis- ja kiirgusspektritele mõõta ja seejärel modeleerida spektraalsälkamise ja selektiivse fluorestsentsi spektrid ning määrata Chl b võnkesagedused ja elektron-foonon vastasmõju iseloomustavad parameetrid. Juhendajad: dr. Margus Rätsep ja prof. Arvi Freiberg Kontakt: mratsep@fi.tartu.ee või freiberg@fi.tartu.ee |
||||
Bakalaureusetöö füüsika, keemia, füüsika-keemia materjalitehnoloogia või bioloogia eriala tundengile. Muteeritud reaktsioonitsentrite aeglahutusega spektroskoopia Bakteriaalses fotosünteesis toimub neeldunud valguse energia konverteerimine eraldatud laengute energiaks spetsiifilistes molekulaarsetes kompleksides - nn. reaktsioonitsentrites. Laengute eraldumise dünaamika on ülikiire, ulatudes piko- ja femtosekundpiirkonda. Töö eesmärgiks on uurida laengute eraldumise dünaamika muutusi sihipäraselt muteeritud reaktsioonitsentrites, kasutades selleks femtosekundilise ja /või pikosekundilise ajalise lahutusega spektroskoopilist aparatuuri. Juhendajad: dr. Kõu Timpmann ja prof. Arvi Freiberg Kontakt: kou@fi.tartu.ee või freiberg@fi.tartu.ee |
||||
Bakalaureusetöö füüsika, keemia, füüsika-keemia materjalitehnoloogia või bioloogia eriala tundengile. Valgustkoguva antenni LH2 eksitontsooni laiuse temperatuurisõltuvus Bakteriaalses fotosünteesis neeldub päikese energia põhiliselt perifeerses valgustkoguvas antennis LH2, mille molekulaarne struktuur on suure täpsusega teada. Osutub, et 18 ringikujuliselt membraani valku "pakitud" bakterklorofülli molekuli moodustavad eksitonsüsteemi, mis kollektiivselt reageerib neeldunud ergastusele. Eksitonsüsteemi moodustavate molekulide vahelisi vastasmõjusid iseloomustab eksitontsooni laius, mis hiljaaegu õnnestus Füüsika Instituudis polariseeritud fluorestsentsi meetodi abil mõõta. Käesoleva töö ülesandeks on eksperimentaalselt uurida eksitontsooni laiust LH2 antennis sõltuvalt objektile rakendatud temperatuurist. Juhendajad: dr. Kõu Timpmann ja prof. Arvi Freiberg Kontakt: kou@fi.tartu.ee või freiberg@fi.tartu.ee |
||||
Bakalaureusetöö füüsika, keemia, füüsika-keemia materjalitehnoloogia või bioloogia eriala tudengile Pigment-valgu kompleksi arvutisimulatsioonid Tsütoplasmasisesed membraanid fotosünteetilistes bakterites sisaldavad pigment-valgu komplekse, mis neelavad valgust ja toimetavad ergastusenergiat fotokeemilistesse reaktsioonitsentritesse. Uuritav kompleks moodustab heterogeense tihedusega struktuuri. Bakalaureusetöö tasemel uuritakse selle pigment-valgu struktuuri muutusi (terve süsteemi ruumala muutused, õõnsuste arvu ja ruumala muutused) sõltuvalt rõhust molekulaardünaamika meetodite abil. Töö teostamiseks vajalikud eriteadmised on kõik kohapeal omandatavad. Juhendajad: Veera Krasnenko ja prof. Arvi Freiberg Kontakt: veera.krasnenko@ut.ee või freiberg@fi.tartu.ee |
||||
Ü.
Niinemetsa töörühma poolt pakutavad bakalaureuse-
ja magistri-tööde teemad: |
||||
 |
Fotosünteesiaparaadi kohanemine üleliigsele ergastusenergiale | |||
|
Fundamentaalsed seosed lehtede anatoomia ja füsioloogilise aktiivsuse vahel | |||
|
Füüsikaline keemia, Rubisco valk, taimede evolutsioon ja antisense mutandid | |||
|
Lehtede kasvu füsioloogia ja stress | |||
|
Lenduvate orgaaniliste ühendite emissiooni füsioloogia | |||
| Huvi korral võtke ühendust Ülo Niinemetsaga. | ||||
