|
|
Intermolecular interactions in proteins
Kysilka, Jiří ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Ettrich, Rüdiger (oponent) ; Banáš, Pavel (oponent)
Mezimolekulové interakce v proteinech - Abstrakt Mgr. Jiří Kysilka Nekovalentní interakce jsou zodpovědné za folding proteinů i za molekulární rozpoznávání během interakce proteinů s dalšími molekulami, například s různými ligandy, dalšími proteiny či molekulami solventu. Abychom těmto procesům, kterých se proteiny účastní, mohli porozumět, je třeba kvalitního popisu nekovalentních interakcí. Většina metod, které jsou výpočetně dostupné pro biologicky zajímavé systémy, však má problém se správným popisem disperzního členu. V této práci je využito korekční schéma DFT/CC pro výpočet interakčních energií malých molekul interagujících s grafitickým povrchem. Tyto výsledky slouží jako benchmark pro interakci funkčních skupin proteinů s hydrofobním prostředím. V následující části práce je zkoumána role nekovalentních interakcí při procesech protein-protein interakce a hydratace proteinu. Na souboru 69 proteinových dimerů byly lokalizovány interakční interface a bylo charakterizováno jejich složení. Bylo ukázáno, že interface dává přednost rozvětveným hydrofobním aminokyselinám (Ile, Leu, Val) a aromatickým aminokyselinám (Phe, Tyr), zatímco vylučuje nabité aminokyseliny kromě Arg. Relativní preference pro výběr interakčního partnera je podobný pro aminokyseliny na interface i uvnitř proteinu, avšak interakce párů...
|
|
|
Interaction preferences in protein - DNA complexes
Jakubec, Dávid ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Berka, Karel (oponent)
Interakční preference v komplexes protein - DNA Dávid Jakubec Abstrakt Interakce proteinů s DNA jsou základem mnoha esenciálních biologických pochodů. Navzdory dosavadním snahám se zatím nepodařilo kompletně objasnit pravidla řídící rozpoznávání specifických úseků nukleových kyselin proteiny. V této práci se pokouším prozkoumat proces rozpoznávání DNA rozdělením složité sítě kontaktů na rozhraní protein - DNA do příspěvků jednotlivých párů aminokyselina - nukleotid. Tyto páry byly získány z exis- tujících struktur protein - DNA komplexů ve vysokém rozlišení a zpracovány bioinformatickými metodami a nástroji výpočetné chemie. Nově jsem zavedl kritéria specificity sprahující pozorované geometrické preference s relativní energetickou bilancí párů. Aplikací těchto kritérií jsem rozšířil knihovnu párů aminokyselina - nukleotid které se mohou podílet na přímém rozpoznávání sekvence. S cílem prozkoumat fyzikální základy pozorované specificity jsem vypočítal mapy elektrostatických potenciálů pro jednotlivé nukleotidy a vy- brané komplexy. 1
|
|
|
Quantum-chemical study of noncovalent interactions
Sedlák, Róbert ; Hobza, Pavel (vedoucí práce) ; Havlas, Zdeněk (oponent) ; Černušák, Ivan (oponent)
Cílem této práce je určit sílu a p ◦ uvod stabilizace r ◦ uzných typ ◦ u nekovalentních inter- akcí, a to z d ◦ uvodu, že by jejich znalost mohla vést k racionalizaci a hlubšímu pochopení vazebních motiv ◦ u. Dalším cílem je podílet se na vývoji nových nekovalentních dataset ◦ u, které jsou v současné době, v procesu parametrizace a testování nových výpočetních metod, nezastupitelné. V rámci jednotlivých projekt ◦ u byly zkoumány r ◦ uzné vazební motivy modelových kom- plex ◦ u, které představují obvykle krystalové struktury, struktury z neoptimalizovaných sken ◦ u nebo lokální minima. Referenční stabilizační energie byly počítány na ab initio úrovni (např. CCSD (T)/CBS nebo QCISD(T)/CBS). Následně byla testovaná přesnost výpočetně méně náročných metod (např. MP2.5, DFT-D nebo SQM metod) v ◦ uči re- ferenční metodě. DFT-SAPT výpočty byly často využívány za účelem zjištění povahy stabilizace komplex ◦ u. První část práce se zabývá významem a základními vlastnostmi r ◦ uzných typ ◦ u nekova- lentních interakci (např. halogenové vazby, vodíkové vazby atd.). Druhá část popisuje výpočetní metody, které byly d ◦ uležité v rámci našich studií. Poslední část této práce má za účel poskytnout...
|
|
|
Interaction preferences in protein - DNA complexes
Jakubec, Dávid ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Berka, Karel (oponent)
Interakční preference v komplexes protein - DNA Dávid Jakubec Abstrakt Interakce proteinů s DNA jsou základem mnoha esenciálních biologických pochodů. Navzdory dosavadním snahám se zatím nepodařilo kompletně objasnit pravidla řídící rozpoznávání specifických úseků nukleových kyselin proteiny. V této práci se pokouším prozkoumat proces rozpoznávání DNA rozdělením složité sítě kontaktů na rozhraní protein - DNA do příspěvků jednotlivých párů aminokyselina - nukleotid. Tyto páry byly získány z exis- tujících struktur protein - DNA komplexů ve vysokém rozlišení a zpracovány bioinformatickými metodami a nástroji výpočetné chemie. Nově jsem zavedl kritéria specificity sprahující pozorované geometrické preference s relativní energetickou bilancí párů. Aplikací těchto kritérií jsem rozšířil knihovnu párů aminokyselina - nukleotid které se mohou podílet na přímém rozpoznávání sekvence. S cílem prozkoumat fyzikální základy pozorované specificity jsem vypočítal mapy elektrostatických potenciálů pro jednotlivé nukleotidy a vy- brané komplexy. 1
|
|
|
Intermolecular interactions in proteins
Kysilka, Jiří ; Vondrášek, Jiří (vedoucí práce) ; Ettrich, Rüdiger (oponent) ; Banáš, Pavel (oponent)
Mezimolekulové interakce v proteinech - Abstrakt Mgr. Jiří Kysilka Nekovalentní interakce jsou zodpovědné za folding proteinů i za molekulární rozpoznávání během interakce proteinů s dalšími molekulami, například s různými ligandy, dalšími proteiny či molekulami solventu. Abychom těmto procesům, kterých se proteiny účastní, mohli porozumět, je třeba kvalitního popisu nekovalentních interakcí. Většina metod, které jsou výpočetně dostupné pro biologicky zajímavé systémy, však má problém se správným popisem disperzního členu. V této práci je využito korekční schéma DFT/CC pro výpočet interakčních energií malých molekul interagujících s grafitickým povrchem. Tyto výsledky slouží jako benchmark pro interakci funkčních skupin proteinů s hydrofobním prostředím. V následující části práce je zkoumána role nekovalentních interakcí při procesech protein-protein interakce a hydratace proteinu. Na souboru 69 proteinových dimerů byly lokalizovány interakční interface a bylo charakterizováno jejich složení. Bylo ukázáno, že interface dává přednost rozvětveným hydrofobním aminokyselinám (Ile, Leu, Val) a aromatickým aminokyselinám (Phe, Tyr), zatímco vylučuje nabité aminokyseliny kromě Arg. Relativní preference pro výběr interakčního partnera je podobný pro aminokyseliny na interface i uvnitř proteinu, avšak interakce párů...
|
|
|
Studium interakcí organické hmoty a jejích složek pomocí molekulární dynamiky
BARVÍKOVÁ, Hana
Humic acids and humates are principal components of humic substances major organic constituents of soil, peat, coal and water around the world. I was involved in research into molecular dynamics simulations of interactions of quartz surfaces with aqueous solutions of ions and small organic molecules representing basic building blocks of larger biomolecules and functional groups of organic matter. We studied interactions of molecules with surfaces for a set of surface charge densities corresponding to the experimentally or environmentally relevant ranges of pH values employing molecular mechanics, molecular dynamics and ab initio techniques. Simulated quartz surfaces covered the range of surface charge densities 0.00, -0.03, -0.06 and -0.12 C-m-2, approximately corresponding to pH values 4.5, 7.5, 9.5 and 11. As model molecules, benzoic acid, phenol, o-salicylic acid and their conjugated bases were chosen. My task was to prepare topologies and parametric models of selected organic matter basic building blocks organic molecules. I focused on studying interactions of these molecules in an aqueous environment with mineral surface quartz. The aim was to process simulation results and analyse conformations of the adsorption complexes and their thermodynamic properties such as interaction energies, free energies and adsorption geometries.
|
|
|
Počítačové modelování interakcí molekul s minerálními povrchy
BARVÍKOVÁ, Hana
Práce je zaměřena na molekulární dynamiku, modelování interakcí a počítačové simulace. Seznamuje s prací v programu GROMACS, určeným pro potřeby počítačového modelování a simulací. Podává základy molekulární dynamiky a seznamuje s modelováním interakcí organických molekul s minerálními povrchy. Hlavním úkolem práce bylo provedení několika zadaných simulací v programu GROMACS a analyzování výsledků těchto simulací. Text práce popisuje nejdůležitější utility GROMACSu a formáty souborů potřebné pro práci s uvedeným softwarem a jejich použití. Pomocí zmíněného programu bylo připraveno několik systémů skládajících se z kombinací organických molekul jako jsou kyselina benzoová, fenol, kyselina salicylová nebo jejich deprotonovaných forem s křemenným povrchem o různé hustotě povrchového náboje. Následně byla provedena analýza výsledků simulací, chování jednotlivých struktur, adsorpčních geometrií a interakčních energií. Práce může sloužit i jako stručný návod pro práci s programem GROMACS s ohledem na simulování a analýzu systémů obsahujících rovinné povrchy. V rámci projektu MetaCentrum mi bylo umožněno pracovat s počítačovým klatrem Hermes náležejícím Jihočeské univerzitě v Českých Budějovicích.
|
host ::
RSS.