Original title: Modelování interakcí bílkovin s ionty a membránami
Translated title: Modeling interactions of proteins with ions and membranes
Authors: Kadlec, Jan ; Jungwirth, Pavel (advisor) ; Kolafa, Jiří (referee)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2018
Language: cze
Abstract: [cze] [eng]
Protein rekoverin, lokalizovaný ve vnějším segmentu membrán v tyčinkách v oku, je zapojen do adaptace na světlo a tmu. Tento vápníkový senzor podléhá při změně koncentrace vápníku konformační změně a dochází k vysunutí posttranslačně modifikovaného N-konce, myristoylu, ven z jádra proteinu. Následně rekoverin zakotví za pomoci myristoylu do membrány. Vazba rekoverinu na membránu je reverzibilní a závisí na koncentraci vápníku a konformaci rekoverinu. Tato práce se zabývá energetikou tohoto procesu s cílem objasnit, jakou měrou myristoylová modifikace na vazbu rekoverinu na membránu přispívá. Konkrétně se věnuje profilu volné energie zasunutí samotného myristamidu do membrány a elektrostatického příspěvku z vazby nemyristovaného rekoverinu namembránu. Dále se práce zaobírá vzájemným porovnáním těchto výsledků i konfrontací s experimentálními daty. K výpočtům profilů volné energie jsou využity metody molekulové dynamiky a deštníkového vzorkování. Tato práce též přispívá k objasnění procesu zanořování myristamidu do membrány a k pochopení fungování dosud nepopsaného procesu konformační změny rekoverinu a jeho následné vazby na membránu. The protein recoverin, localized in the eye in the rod outer segment of the retina, is a neuronal calcium sensor involved in vision adaptation. Recoverin reversibly associates with cellular membranes via its calcium-activated myristoyl switch. This reversible interaction is vastly dependent on the concentration of calcium ions in the cytosol and on conformation of recoverin. By using methods of molecular dynamics simulations and free energy calculations this work presents a detailed analysis of the energetics of myristoyl insertion into a lipid bilayer and interactions of non-myristoylated recoverin with the membrane. These results are in a perfect agreement with experimental data. The thesis provides a piece of puzzle to the so far unexplored mechanism of myristamide insertion into the membrane and also to recoverin conformational change. It gives an important insight into binding of recoverin to a membrane, which has a significant biological role.
Keywords: All-atom MD; ions; membranes; molecular dynamics (MD) simulations; myristoyl switch; Myristoylated proteins; proteins; umbrella sampling; All-atom MD; bílkoviny; deštníkové vzorkování; ionty; membrány; Myristoylované proteiny; myristoylový přechod; přepínač; simulace molekulové dynamiky (MD)

Institution: Charles University Faculties (theses) (web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository.
Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/98464

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-380684


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Charles University > Charles University Faculties (theses)
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses