Original title: Molecular modeling of biomolecules - surface interactions
Authors: KROUTIL, Ondřej
Document type: Doctoral theses
Year: 2016
Language: cze
Abstract: [cze] [eng]
Interakce mezi (bio)molekulami, ionty a povrchy hrají důležitou roli v mnoha biologických procesech a vědeckých aplikacích, avšak porozumění těmto interakcím na molekulární úrovni stále představuje výzvu pro současnou vědu. Počítačové simulace nám mohou v tomto směru poskytnout detailní informace pokud máme dobře připravené a ověřené modely studovaných systémů. V této dizertační práci jsou popsány a studovány s pomocí metod klasické a ab initio molekulové mechaniky interakce několika různých (bio)molekul s anorganickými povrchy. Chemisorbované molekuly DNA a oligopeptidů na povrch grafenu a rtuti byly studovány v návaznosti na experimentální studium DNA čipů a elektrochemických label-free metod. Byl připraven model povrchu quartzu (101), který respektuje jeho náboj při různých pH a proběhlo porovnání tohoto modelu s experimentálními daty. Následně byla zkoumána a popsána fyzisorpce nukleobází na povrch quartzu (101) a šťavelanu na povrch rutilu (110). Interactions between (bio)molecules, ions and solid surfaces play crucial role in many biological processes as well as in many scientific applications and understanding of this phenomenon on molecular level is a challenging task for today science. Computer simulations can provide detailed view on atomic level if carefully prepared and evaluated models are used. In this thesis, interactions of several types of (bio)molecules with inorganic surfaces are studied by classical and ab initio molecular dynamics. Chemisorbed biomolecules, namely DNA and oligopeptide, covalently attached to graphene and mercury surface, respectively, were studied to make link with DNA chip design and experimental label-free electrochemical measurements, respectively. Quartz (101) surface model applicable to wide range of pH conditions was developed and evaluated against experimental X-ray data. Physisorption of the nucleobases on quartz (101) surface and oxalate dianion on rutile (110) was examined and discussed.
Keywords: ab initio molecular modeling; adsorption; biomolecules; classical molecular modeling; inorganic surfaces; ab initio molekulární dynamika; adsorpce; anorganické povrchy; biomolekuly; klasická molekulární dynamika
Citation: KROUTIL, Ondřej. Molecular modeling of biomolecules - surface interactions . N. Hrady, 2016. disertační práce (Ph.D.). JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH. Přírodovědecká fakulta

Institution: University of South Bohemia in České Budějovice (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Original record: http://www.jcu.cz/vskp/27962

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-380955


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > University of South Bohemia in České Budějovice
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses