|
|
Ion - Protein Interaction
Heyda, Jan ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Hof, Martin (oponent) ; Ettrich, Rüdiger (oponent)
Název práce: Interakce iontů s proteiny Autor: Mgr. et Mgr. Jan Heyda Katedra: Fyzikální a makromolekulární chemie Vedoucí doktorské práce: Prof. Pavel Jungwirth, DSc., ÚOCHB AV ČR, v.v.i. E-mail vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: V předkládané práci byly použity metody molekulové dynamiky v kom- binaci s pokročilými technikami analýzy k získání detailních informací a pro hlubší pochopení interakcí mezi ionty a proteiny v roztocích. Proto byly zkoumány systémy o různém stupni komplexity, počínaje roztoky molekulárních solí s drobnými frag- menty, podobajícími se funkčním skupinám aminokyselin, jako např. N-methylacetamid reprezentující peptidovou vazbu nebo alkylované amonné kationty. Dále se předmětem našeho studia staly jednotlivé kladně nabité aminokyseliny, u nichž byla popsána silná interakce s malým fluoridovým aniontem, jež je však pro větší halogenidy (Cl− , Br− , I− ) výrazně zeslabena. Toto pozorování bylo prohloubeno objevem vysoké citlivosti fluoridu na rozložení náboje na amonné skupině, bočním řetězci lysinu a N-konci glycinu, zatímco jodid zde vykazoval pouze velice nízkou citlivost. Následně bylo prokázáno, že u krátkých kladně nabitých peptidových úseků v polyargininu a dihistidinu...
|
|
|
Structure and dynamics of electronic defects in liquid water
Maršálek, Ondřej ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Horáček, Jiří (oponent) ; Pittner, Jiří (oponent)
Název práce: Struktura a dynamika elektronických defektů v kapalné vodě Autor: Ondřej Maršálek Ústav: Ústav orgaincké chemie a biochemie, Akademie věd České republiky Vedoucí doktorské práce: prof. Mgr. Pavel Jungwirth, DSc. e-mail vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: V této práci předkládáme ab initio molekulárně dynamické simulace elektron- ických defektů v kapalné vodě. Fotoionizací kapalné vody vzniká kationtová díra, která ultrarychlým procesem reaguje na hydratovaný proton a hydroxylový radikál. Studujeme dynamiku i spektroskopii tohoto procesu. Hydratovaný elektron je klíčovým meziproduk- tem v radiační chemii vodných roztoků. Simulujeme jeho rovnovážné vlastnosti v záporně nabitých vodních klastrech i dynamiku vertikálního záchytu elektronu teplými a studenými klastry. Reakcí hydratovaného elektronu a hydratovaného protonu vzniká vodíkový atom. Tuto reakci zkoumáme za konečné teploty ve větším klastru a detailněji v klastru menším. Protože oba zde studované elektronické defekty jsou náročné systémy s otevřenou slup- kou, klademe důraz na ověření nastavení výpočtů. K práci je přiloženo šest publikovaných článků. Klíčová slova: teorie funkcionálu hustoty, selfinterakční korekce, ab...
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Molekulové simulace nukleace ledu
Pluhařová, Eva ; Kolafa, Jiří (oponent) ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce)
Název práce: Molekulové simulace nukleace ledu Autor: Eva Pluhařová Katedra: Katedra fyzikální a makromolekulární chemie PřF UK Vedoucí diplomové práce: doc. Mgr. Pavel Jungwirth, DSc., ÚOCHB AV ČR, v.v.i. e-mail vedoucího: pavel.jungwirth@uochb.cas.cz Abstrakt: Pomocí simulací molekulové dynamiky jsme systematicky studovali homogenní nukleaci ledu v čisté vodě a dále vliv přítomnosti povrchově aktivních látek na tento děj. Jako modely surfaktantů byly použity kyselina pentanová a pentanol. Čistá voda začíná mrznout převážně v podpovrchové vrstvě, která se přizpůsobí zvětšení objemu během tvorby ledu lépe než molekuly v objemu kapaliny. Alkohol ovlivňuje homogenní nukleaci více než kyselina. Voda pokrytá neuspořádanou vrstvou pentanolu vykazuje zanedbatelnou preferenci pro podpovrchovou nukleaci a delší nukleační čas ve srovnání s čistou vodou, zatímco přítomnost kyseliny pentanové nesnižuje výrazně podpovrchovou preferenci pro začátek mrznutí ani nemění nukleační čas. Rozdíly mezi vlivem různých funkčních skupin jsme se pokusili vysvětlit na základě jejich schopnosti orientovat molekuly vody a měnit jejich pohyblivost. Skutečnost, že různé surfaktanty mají na homogenní nukleaci ledu různý vliv, je významná z hlediska tvorby mraků ve vyšších vrstvách atmosféry, do níž se během spalování biomasy uvolňuje...
|
|
|
Molecular Simulations of Surfaces of Aqueous Solutions
Vácha, Robert ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Kolafa, Jiří (oponent) ; Barvík, Ivan (oponent)
This thesis consists of 18 papers, in which we investigated the behavior of molecules and ions at aqueous interfaces by means of molecular dynamics (MD) simulations. We started our simulations with the surface of neat water, where we investigated the behavior of hydronium and hydroxide ions, i.e., the products of autolysis of water that are of 10�7M concentration in pure water. The results, ranging from ab initio high level calculations on water clusters and ab initio dynamics on small systems to statistically converged classical molecular dynamics simulations are mutually consistent47,48,50. The observed surface adsorption of hydronium is also consistent with the surface selective spectroscopy experiments (VSFG, SHG, PES)45,51,55{59, surface tension measurements60, and with _-potential measurements of acidic solutions62,63. The spectroscopy and surface tension experiments are also in agreement with the weak surface repulsion/non-accumulation of hydroxide observed in our simulations. However, there are macroscopic measurements, such as higher pH electrophoretic mobility measurements, titration of oil emulsions, and thin _lm stability experiments that indicate a negative charge on air/water and oil/water interfaces 61{71. Even though these experiments do not directly reveal the chemical nature or...
|
|
|
Intramolecular self-organised structures in amphiphilic (co)polymers
Košovan, Peter ; Procházka, Karel (vedoucí práce) ; Jungwirth, Pavel (oponent) ; Cifra, Peter (oponent)
61 Ë ÖÒÙØ Tato práce obsahuje výsledky simulačních sutdií, které se zabývají intramolekul- ární morfologií amfifilních polymerů. Pod pojmem amfifilní se rozumí takový poly- mer, který obsahuje dva nebo více typů monomerních jednotek s různou afinitou vůči rozpouštědlu. V rámci polymerní fyziky pak mluvíme o tzv. selektivním rozpuštědle, t.j. takovém, které je dobré pro jeden druh monomerních jednotek a špatné pro druhý. V tomto textu budeme mezi amfifilní polymery zahrnovat i polyelektrolyty, u kterých jsou podmínky dobrého rozpouštědla dosaženy nepřímo skrze repulzi nabitých monomerních jendotek. V našich studiích jsme se zabývali jak polyelektrolyty, tak neutrálními polymery, které měly lineární nebo větvenou strukturu. Špatně rozpustné monomerní jednotky mají tendenci kolabovat a tvořit kom- paktní globulární struktury. Proti této tendenci působí repulze pocházející od vyloučeného objemu dobře rozpustných monomerních jednotek. V rovnováze jsou tyto dvě tendence navzájem vykompenzovány, přičemž často vznikají tzv. struk- tury perlového náhrdelníku (anglicky pearl-necklace structures). Tyto struktury obsahují jak kolabované domény (perličky) tak i natažené (řetízky). Tento typ chování poprvé popsali Dobrynin a kol. [8]. Později byl vznik podobných struktur předpovězen různými autory pro celou škálu rozmanitých...
|
|
|
Molekulárně-dynamické simulace komplexů sestávajících z proteinů a nukleových kyselin
Zíma, Vlastimil ; Barvík, Ivan (vedoucí práce) ; Jungwirth, Pavel (oponent)
V rámci diplomová práce byly prostudovány algoritmy numerické integrace. Poté byla provedena důkladná studie aktivních míst polymeras virů HCV a HIV v komplexech s přirozeným substrátem a komplexem, ve kterém byl přistupující nukleosidtrifosfát nahrazen inhibitorem (S)-HMPMGpp resp. (S)-HMPMApp. Následně byla použita metoda ABF pro získání profilů volné energie pro přechod vody a methanu přes rozhraní vody a vakua. Stejná metoda byla na závěr použita pro získání profilu volné energie pro průchod vody, methanu a guanosinu skrz lipidovou dvouvrstvu.
|
|
| |
|
|
Mobilization of neutral compounds by inorganic and small organic ions in capillary electrophoresis
Křížek, T. ; Martínková, E. ; Kubíčková, A. ; Hladílková, Jana ; Coufal, P. ; Heyda, J. ; Jungwirth, Pavel
The present study shows that neutral low-molecular-mass compounds that are presumed to possess zero electrophoretic mobility and are thus used as markers of electroosmotic flow in capillary electrophoresis can acquire electrophoretic mobility due to ion-specific interactions with constituents of background electrolyte. Therefore, these neutral markers, such as thiourea or dimethyl sulfoxide, can be separated in electric field and their migration order can vary depending on background electrolyte composition. This observation has some important implications for analytical and physico-chemical measurements using capillary electrophoresis because the choice of the marker-background electrolyte combination can influence the results of the measurement.
|
host ::
RSS.