|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
| |
|
|
Molekulárně-dynamické simulace biomolekul - komplexů sestávajících z proteinů a nukleových kyselin
Melcr, Josef ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Bok, Jiří (oponent)
Byla provedena rešerše literatury týkající se elongačního faktoru Tu (EF-Tu), který se podílí na procesu translace genetické informace. Dále byly studovány výpočetní metody molekulární dynamika (MD) a Monte Carlo (MC). Byly vytvořeny vlastní počítačové programy pro MD a MC simulace Lennard-Jonesovského plynu. Metoda molekulární dynamiky byla aplikována na komplex EF-Tu s~GTP. MD simulace byly provedeny prostřednictvím softwarových balíků NAMD a ACEMD. K výpočtům byly využity jednak mnohaprocesorové PC klastry a jednak programovatelné grafické procesory NVIDIA. MD simulace EF-Tu umožnily identifikovat vazebnou pozici pro jednomocné ionty v oblasti aktivního místa. Detailně byly vyhodnoceny dopady této vazby na celou řadu evolučně konzervovaných residuí EF-Tu (His85, Val20, Ile61, Asp21, Tyr47, Asp87 atd.)
|
|
|
Molekulárně-dynamické simulace komplexů sestávajících z nukleových kyselin a proteinů
Šmít, Daniel ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Štěpánek, Petr (oponent)
Na/ev pracc: Molekularne-dynamicke simulace komplcxu sestavajicich z nukleovyeh kyselin a proleinu Autor: Daniel Snu't Katedra (ustav): Fy/ikalni ustav UK Vedouci hukalafskc prace: RNDr. Ivan Barvik. Ph.D. e-mail vedoueiho: iharvikiY/'karlov.mff.euni.c/ Abstrakt: Prace od /akladu se/namujc s biochemickymi principy. struklurou nukleovych kysclin a aminokyselin, stavbou proleinu a mechanismem jejich synte/y. /vlastni zfetel jc kladen na /pusoby replikacc nukleovych kysclin ruznyeh viru a na mo/nosli lerapie zalozene na interferenci s toulo replikaci. Dale jsou nastmeny i jine moderni melody lerapie spoci'vajici v modulaci imunity ei vyu/ili RNA interference. Struklura viru IICV je podrobne popsana. Replikacni en7\'in viru. IK'V RNA depcndenlni KNA polymcra/a, je podrt>bne popsan spolu s pfedpokladunym prubehcm jelut iniciace a poKmeracni akiiviiy. Dale jsou popsans /aklady molekularne dynamickych (Ml)) simulaci. ktere jsou v ranici bakalafske prace denionstrovany na jednoduchem modelovem systemu argonoveho clusteru. V druhe polovinc prace jsou provedeny MD simulace inhihice IK'V RclRp prostrednictvim lalek PMIXi, PMPG a IIPMPG. Struklura a stabilita komplexu je dctailnc analy/ovana na atomarni urovni. Klicova slova: molekularni dynamika. nuklcove kyseliny, IICV. IIPMIJ(j Title: Molecular dynamics simulations...
|
|
|
Molekulárně-dynamické simulace komplexů sestávajících z nukleových kyselin a proteinů
Hammer, Jiří ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Obšil, Tomáš (oponent)
Cílem této diplomové práce bylo studium interakcí proteinu Argonautu (Ago) s komplexy nukleových kyselin. Na základě krystalových struktur Argonautu (A. aeolicus, Aa-Ago) a popř. jeho domén (lidská PAZ doména, Hs-PAZ) bylo vyprodukováno dvanáct různých simulací. Prvé dvě využily modelu Aa-Ago s různými substráty: buď s DNA/RNA nebo RNA/RNA duplexem. Hlavní rozdíl byl pozorován při interakci PAZ domény (resp. jejích argininových reziduí), která tolerovala guide DNA, nikoli však guide RNA vlákno. To naznačuje možnou funkci PAZ domény při rozpoznávání duplexů RNA/RNA od hybridních duplexů DNA/RNA. V dalších simulacích (3-9) byla využita Hs-PAZ doména. Žádné konflikty s guide DNA vláknem nebyly pozorovány. Byla vyzkoušena různá uspořádání aktivního místa, počet iontů a jejich parametrizace. DD-katalytický motiv s D683 (ekviv. lidskému H807 z Ago2) koordinoval (jeden, popř. dva) ionty Mg2+. Vysoce konzervovaná rezidua R570 a E578 stabilizovala aktivní místo vzájemnou vodíkovou vazbou. Z hlediska nevratnosti procesu přeštípnutí mRNA může hrát důležitou úlohu první (nepárový) nukleotid z 5'-konce guide DNA. Tato úloha by spočívala v tvorbě vodíkového můstku s přeštípnutým vláknem mRNA vedoucí k jeho destabilizaci. Simulace (10-12) s homologními modely lidských Ago2 se ukázaly jako málo stabilní a věrohodné...
|
|
|
Distribuce iontů na površích hydratovaných proteinů
Heyda, Jan ; Barvík, Ivan (oponent) ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce)
Pomocí molekulární dynamiky jsme systematicky studovali chování kladně nabitých aminokyselin - argininu, lysinu a histidinu v slaných roztocích. Sůl byla vždy tvořena draselným kationem a anionem ze skupiny halogenidů. Byly studovány jak jednoduché soli, tak i jejich binární směsi. V první řadě jsme určili relativní míru interakce aniontů a aminokyselin, dále jsme definovali interakční centra a jejich podíl na souhrnné interakci. Míra interakce byla kvantifikována pomocí hustotních map, množství kontaktů a kumulativních sum aniontů vzhledem k jednotlivým částem aminokyselin. Všechny výpočty byly provedeny jak bez polarizovatelnosti atomů, tak i s jejím zahrnutím. Ve všech případech byl pozorován významný rozdíl v chování fluoridového aniontu proti ostatním halidům. Fluorid interagoval se silnou preferencí s kladně nabitou částí aminokyselin, zatímco interakce ostatních halidů byla rozprostřena přes celý povrch aminokyseliny.
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.