|
|
Světlem ovládané biomolekuly
Planer, Jakub ; Bartošík, Miroslav (oponent) ; Vácha,, Robert (oponent) ; Kulhánek, Petr (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na molekulárně dynamické simulace umělého fotocitlivého iontového kanálu a AFM hrotu. Při sestavování modelu iontového kanálu byly použity DFT metody pro reparametrizaci silového pole GAFF popisující přemostěný azobenzen, který sloužil jako světlem ovládaný molekulární přepínač, a pomocí simulací jsme prokázali, že námi vyvinuté parametry vhodně popisují chování sestaveného modelu iontového kanálu v lipidové dvouvrstvě. Dále jsme sestavili model AFM hrotu a pomocí molekulární dynamiky pozorovali vznik vodního menisku mezi hrotem a podložkou z -křemene. Přínosem této práce je soubor nových parametrů opravující silové pole GAFF pro správný popis přemostěného azobenzenu, ověření funkčnosti modelu navrhnutého iontového kanálu a vytvoření funkčního modelu AFM hrotu, na kterém je možno dále studovat vznik vodního menisku.
|
|
|
Molekulární simulace vodných roztoků alifatických alkoholů
Peštuka, Martin ; Žídek, Jan (oponent) ; Janeček, Jiří (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce bylo provést série molekulárně dynamických simulací vodných roztoků alifatických alkoholů v nekonečném zředění. Pro práci s molekulárně dynamickými simulacemi bylo nutné seznámit se s programovým vybavením umožňujícím molekulárně dynamické simulace spustit a poté vyhodnotit. V rámci této práce byly simulovány soubory obsahující 300, 400, 500 a 1000 molekul vody a jednu molekulu alifatického alkoholu. Z výsledků simulací byly určovány změny objemu simulačního boxu spojené s vložením jedné molekuly alkoholu do systému (odpovídající parciálnímu molárnímu objemu) a radiální distribuční funkce mezi jednotlivými páry atomů. Výsledky byly porovnány s experimentálními daty.
|
|
|
Deformační mechanismy v krystalech pomocí molekulární dynamiky
Lamberský, Vojtěch ; Grepl, Robert (oponent) ; Černý, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou molekulární dynamiky, chováním pevných látek na atomární úrovni. V rešeršní studii je nastíněn princip výpočtů, které se používají při určování chování skupin atomů nebo molekul. Dále je popsán způsob, jakým počítá metoda EAM, jak se provede paralelizace pro více procesorů a zefektivnění výpočtu. Nakonec je proveden výpočet teoretické pevnosti krystalu v tahu pomocí programu Lammps.
|
|
| |
|
|
Molekulárně-dynamické simulace membránových proteinů
Španěl, David ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Bok, Jiří (oponent)
V teoretické části předkládané práce byly zrekapitulovány základní poznatky o struktuře biomolekul a algoritmech uplatňovaných v tzv. molekulárnědynamických (MD) simulacích. Pro aktivní osvojení si základních algoritmů MD simulací byl vytvořen vlastní program pro simulace periodického boxu s molekulami vody reprezentovanými prostřednictvím různých modelů (SPC, TIPS, TIP3P). Metoda MD simulací byla následně aplikována na strukturu membránového proteinu A2AGPCR ukotveného ve fosfolipidické dvojvrstvě a obklopeného vodní obálkou (dohromady cca. 120.000 atomů). Smyslem těchto MD simulací bylo porovnat vazbu přirozeného agonisty adenosinu a jeho syntetického analogu NECA do vazebného místa na extracelulární straně A2AGPCR. Pro tyto MD simulace byl použit softwarový balík NAMD a výpočetní klastr Gram (jehož každý uzel je osazen 16 CPU jádry a 4 GPU) v superpočítačovém MetaCentru. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Molekulárně-dynamické simulace biomolekul
Naništa, Ján ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Bok, Jiří (oponent)
Práce se zabývá klasickými molekulárně-dynamickými simulacemi časového vývoje biomolekulárního systému. Modelovým systémem je membránový GPCR receptor pro dopamin typu D3 obklopený buněčnou membránou a vodní obálkou s ionty. Cílem bylo postihnout vazebnou schopnost Eticlopridu do aktivního místa GPCR receptoru.
|
|
|
Počítačové modelování biomolekul - potenciálních chemoterapeutik
Maláč, Kamil ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Jungwirth, Pavel (oponent) ; Ettrich, Rüdiger (oponent)
Hlavní metodou uplatněnou v této práci byly klasické molekulárně-dynamické simulace. Simulovanými systémy byly komplexy RNA-dependentní-RNA polymerázy, Ribonukleázy H, Argonautu a Ribonukleázy L s chemicky modifikovanými nukleovými kyselinami. Motivací bylo využití těchto chemicky modifikovaných nukleových kyselin jako potenciálních chemoterapeutik. Výkonné grafické karty, prostřednictvím nichž byly molekulárně-dynamické simulace provedeny, umožnily získat trajektorie o délce stovek nanosekund až jedné mikrosekundy, což umožnilo postihnout rozdíly ve vazbě různě modifikovaných nukleových kyselin k výše uvedeným enzymům. Zjištěné rozdíly přitom odpovídaly experimentálním výsledkům, což otevírá prostor pro racionální návrh struktury potenciálních chemoterapeutik na bázi chemicky modifikovaných nukleových kyselin.
|
|
|
Development and applications of molecular dynamics for molecular spectroscopy
Kessler, Jiří
This Thesis deals with simulations of chiroptical spectra using a combination of molecular dynamics and quantum chemistry. Molecular dynamics was used to explore conformational behaviour of studied systems (proteins), quantum chemistry for calculation of spectral prop- erties. The Quantum chemical methods are limited to relatively small systems. We overcome this problem mostly by a fragmentation of studied systems, when smaller, computationally feasible, fragments are created and used for the quantum chemical calculations. Calculated properties were then transferred to the big molecule. Vibrational Optical Activity (VOA) spectra of poly-L-glutamic acid fibrils (PLGA), insulin prefibrillar form and native globular proteins were studied. The simulated spectra provided satisfactory agreement with the experiment and were used for its interpretation. Experimental Vibrational Circular Dichroism (VCD) spectra of poly-L-glutamic acid fibrils were only qualitatively reproduced by the simulation. We could reproduce the major amide I band and a smaller negative band associated with the side chain carboxyl group. Our simulation procedure was then extended to a set of globular proteins and their Raman Optical Activity (ROA) spectra. Here we achieved an exceptional precision. For example, we were able to reproduce...
|
|
|
Počítačové modelování biomolekul - potenciálních chemoterapeutik
Maláč, Kamil ; Jungwirth, Pavel (oponent)
Hlavní metodou uplatněnou v této práci byly klasické molekulárně-dynamické simulace. Simulovanými systémy byly komplexy RNA-dependentní-RNA polymerázy, Ribonukleázy H, Argonautu a Ribonukleázy L s chemicky modifikovanými nukleovými kyselinami. Motivací bylo využití těchto chemicky modifikovaných nukleových kyselin jako potenciálních chemoterapeutik. Výkonné grafické karty, prostřednictvím nichž byly molekulárně-dynamické simulace provedeny, umožnily získat trajektorie o délce stovek nanosekund až jedné mikrosekundy, což umožnilo postihnout rozdíly ve vazbě různě modifikovaných nukleových kyselin k výše uvedeným enzymům. Zjištěné rozdíly přitom odpovídaly experimentálním výsledkům, což otevírá prostor pro racionální návrh struktury potenciálních chemoterapeutik na bázi chemicky modifikovaných nukleových kyselin.
|
|
|
Molecular dynamics simulations of ion channel TRPA1
Zíma, Vlastimil ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Ettrich, Rüdiger (oponent) ; Martínek, Václav (oponent)
Název práce: Molekulárně dynamické simulace iontového kanálu TRPA1 Autor: Vlastimil Zíma Katedra: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí disertační práce: RNDr. Ivan Barvík, PhD., Fyzikální ústav Univer- zity Karlovy Abstrakt: Iontový kanál TRPA1 je jedním ze členů rodiny TRP kanálů. Tyto kanály jsou v poslední době důležitým cílem výzkumu, neboť hrají důležitou roli v rozličných buněčných a tělesných pochodech, zvláště ve smyslech. Sou- středili jsme se zejména na iontový kanál TRPA1 pro jeho vliv na vnímání bolesti u lidí. Protože mechanismy stojící za otevíráním tohoto kanálu nejsou plně vysvětleny na molekulární úrovni, jejich popis je zásadní pro návrh no- vých léků proti bolesti. Použili jsme homologní modelování a molekulární dynamiku ve spojení s elektrofyziologickými experimenty, abychom poskytli vhled do těchto mechanismů. Přispěli jsme popisem pravděpodobného va- zebného místa pro vápníkové ionty a nalezením mnoha funkčně důležitých aminokyselin zejména v senzorové doméně kanálu TRPA1, která je vnořená do membrány. Klíčová slova: napětím otevírané iontové kanály, iontový kanál TRPA1, mo- lekulární dynamika, homologní modelování 1
|
host ::
RSS.