|
|
Computational Study of Organometallic Interactions with Models of DNA/RNA and Proteins Using Tools of Quantum Chemistry and Molecular Mechanics.
Šebesta, Filip ; Burda, Jaroslav (vedoucí práce) ; Rulíšek, Lubomír (oponent) ; Urban, Ján (oponent)
Při vývoji nových materiálů či léčiv zaujímají v poslední době kvantově-chemické metody důležitou roli. V rámci této disertační práce jsou využity při studiu platinových komplexů představujících potencionální protirakovinná léčiva. Interakce pěti hydratovaných Pt(II) komplexů s guaninem je studována pomocí DFT metod. U cytostatik na bázi Pt(IV) komplexů je však pozorováno méně vedlejších účinků a zároveň překonávají rezistenci některých nádorů vůči cisplatině. Obecně jsou ale vysoce kinecky inertní, a proto musí být v organismu redukovány, aby bylo dosaženo jejich protirakovinné aktivity. Z tohoto důvodu jsou stanoveny redukční potenciály pro jedenáct Pt(IV) komplexů pomocí DFT výpočtů a post-Harteeho-Fockových metod. Kinetika však hraje zásadní roli v případě redukce těchto sloučenin, a proto je zkoumán reakční mechanismus odpovídající redukci tetraplatiny v přítomnosti deoxyguanosin monofosfátu a redukci satraplatiny pomocí kyseliny askorbové. Jelikož se uvažovaná redukční činidla vyskytují při neutrálním pH v různých protonačních stavech, efektivní rychlostní konstanty jsou stanoveny pomocí vztahů pro boční reakce. Při interakci kovových kationtů s thyminem představují přenosy protonů velmi důležitou část reakce. Přítomnost hydratovaných Mg2+ , Zn2+ , Hg2+ kationtů vede k výraznému snížení aktivační...
|
|
|
QM/MM výpočty a klasické molekulárně-dynamické simulace biomolekul
Melcr, Josef ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Rulíšek, Lubomír (oponent)
Byla provedena literární rešerše v oblastech proteosyntézy, MD simulací, DFT a QM/MM metod. Elongační faktor Tu (EF-Tu) je protein který se účastní proteosyntézy. Do svého aktivního místa váže GTP, jehož hydrolýza hraje důležitou roli při translaci. V nedávných simulacích bylo zaznamenáno spontánní vázání sodných iontů do aktivního místa EF-Tu Z experimentu je přitom známo, že monovalentní ionty stimulují katalytický efekt EF-Tu na GTPázovou reakci. Systematickými QM/MM výpočty byl tudíž v rámci této práce prozkoumán povrch volné energie hydrolytických reakcí methyl-di-fosfátu (ve vakuu a v implicitních vodních prostředích) a GTP v aktivním místě EF-Tu. Bylo použito extrapolační QM/MM schéma ONIOM a DFT. V souladu s experimenty byl zaznamenán slabý katalytický efekt sodíkového iontu na GTPázovou reakci. Jeho přítomnost změnila konformaci GTP interakcemi s jeho záporně nabitými kyslíkovými atomy a vyrovnala také náboje na fosfátových skupinách. To znamenalo především přenos elektronů z gamma na beta-fosfátovou skupinu, což je charakteristické pro mezistavy při hydrolýze GTP.
|
|
|
Non - covalent interactions in fundamental biological processes
Klusák, Vojtěch ; Rulíšek, Lubomír (vedoucí práce) ; Burda, Jaroslav (oponent) ; Šponer, Jiří (oponent)
Charles University in Prague Faculty of Science Department of Physical and Macromolecular Chemistry Non-covalent interactions in fundamental biological processes Doctoral Thesis Abstract Mgr. Vojtěch Klusák Supervisor: Mgr. Lubomír Rulíšek, CSc. Institute of Organic Chemistry and Biochemistry AS CR Center for Biomolecules and Complex Molecular Systems Praha 2010 10 Úvod Klíčem k pochopení vlastností a chování biomolekul je porozumění jejich vzájemným interakcím, ať už jde o interakce mezi nimi jako celky či mezi jejich jednotlivými částmi, (např. funkčními skupinami) .Snaha o pochopení vztahu mezi strukturou a funkcí na úrovni atomů či elektronů nás často dovádí za hranice možností či rozlišení experimentálních metod. Moderní nástroje výpočetní chemie nám však často s dostatečnou mírou přesnosti a spolehlivosti umožňují popsat tyto detaily studovaných procesů a doplnit tak naše znalosti a přiřadit k měřitelným veličinám určité strukturní vlastnosti. Za normálních podmínek, za kterých se biomolekuly při buněčných procesech přeskupují a seskupují (například při sbalování proteinů, formování a přeskupování membrán, při buněčné signalizaci) nedochází ke vzniku a zániku kovalentních vazeb. Takovéto procesy jsou z velké míry řízeny nekovalentními interakcemi. Tyto interakce jsou sice poměrně slabé, jejich celkový...
|
|
|
Catalytic and Electronic Properties of Redox-Active Metalloenzymes and Transition-Metal Complexes: Insights from the Computational Chemistry.
Srnec, Martin ; Rulíšek, Lubomír (vedoucí práce) ; Himo, Fahmi (oponent) ; Papai, Imre (oponent)
Universita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Obor modelování chemických vlastností bio- a nanostrutkur Katalytické a elektronové vlastnosti "redox-aktivních" metaloenzymů a komplexů přechodných kovů z pohledu výpočetní chemie Autoreferát k disertační práci RNDr. Martin Srnec Školitel: Mgr. Lubomír Rulíšek, CSc. Ústav organické chemie a biochemie AV ČR Centrum biomolekul a komplexních molekulárních systémů Praha 2010 Úvod Kovy a jejich ionty hrají v biochemických procesech významnou úlohu. Jejich přítomnost bývá nepostradatelná například při sbalování (folding) bílkovin a stabilizaci jejich struktur. Bývají běžně hnací silou enzymové aktivity, přeměny energie, či buněčných signálů. Ještě před několika desítkami let byly metaloenzymy považovány za nevýznamnou podskupinu bílkovin. Dnes se však odhaduje, že alespoň jedna třetina všech enzymů obsahuje jeden či více kovových iontů, které jsou pro funkčnost enzymu zásadní. Metaloenzymy obvykle katalyzují energeticky náročné chemické reakce jako například hydroxylaci metanu, rozklad molekulového vodíku na protony a elektrony, štěpení vazby molekulového dusíku a kyslíku atp. Dále se účastní redoxních reakcí, přenosu elektronů či spinově zakázaných reakcí, u nichž jsou nezbytné relativistické efekty, zesílené právě přítomností kovu. Biochemická úloha mnoha...
|
|
|
Side-chain Side-chain Interactions in Proteins
Berka, Karel ; Hobza, Pavel (vedoucí práce) ; Rulíšek, Lubomír (oponent) ; Otyepka, Michal (oponent)
Universita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Interakce mezi vedlejšími řetězci aminokyselin v proteinech Souhrn disertační práce RNDr. Karel Berka Školitelé: Prof. Ing. Pavel Hobza, DrSc., FRSC RNDr. Jiří Vondrášek, CSc. Ústav organické chemie a biochemie AV ČR Centrum biomolekul a komplexních molekulárních systémů Praha 2009 7 Úvod Proteiny jsou univerzální a nejpoužívanější buněčné nástroje. Ve schopnosti katalyzovat chemické reakce se jim v přírodě nic nevyrovná. Mají významnou funkci v metabolismu, v buněčné signalizaci, podílí se na procesu ukládání genetické informace a tvoří i mechanickou oporu buňky. Ohromné množství funkcí proteinů s sebou nese i ohromné množství jejich tvarů a struktur. Přesto je každý protein sestaven z jednoduchých stavebních prvků - aminokyselin. Každá z nich má mnoho možností, jak interagovat se svými sousedy. Proměnlivost struktury proteinů pak jedině závisí na sekvenci řazení aminokyselin. Charakter a relativní síla jednotlivých interakcí mezi aminokyselinami se experimentálně stanovuje obtížně, protože je těchto interakcí v každém proteinu příliš mnoho. Na druhou stranu jsou metody teoretické chemie na takovýto úkol dobře přizpůsobeny a mohou vnést alespoň trochu světla do informací o struktuře, stabilitě a původu těchto...
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.