|
|
Modelling of tick borne enecephalitis virus (TBEV) proteins and their complexes
HALBEISEN, Marco
In this bachelor thesis the focus was on the study of non-structural proteins of the tick-borne encephalitis virus involved in the replicatory process of the virus. Non-structural protein number 3 (NS3) and number 5 (NS5) contain a helicase and an RNA-dependent RNA polymerase domain, respectively, and play a crucial role in the life cycle of the virus. Therefore, they are of interest to develop a potential antiviral drug inhibiting the replication of the pathogen. It has been found that these two proteins form a dimer during the replication of the viral RNA. The aim of the thesis was to identify the exact interaction of the two proteins with existing hydrogen-deuterium mass spectroscopy data as well as modelling the RNA into the complexes. The research was conducted by using computational biology tools including homology modelling using MODELLER, manual modelling in PyMOL and Chimera as well as Molecular Dynamics Simulations in GROMACS.
|
|
|
Action at a Distance in Arginine Repressor and the Store-operated Calcium Channel Orai: Molecular Modeling and Simulations
PANDEY, Saurabh Kumar
In this thesis molecular modeling tools have been applied to investigate the phenomenon of allostery in two systems: Arginine repressor and human Orai channel. Arginine repressor protein binds to DNA in response to the intracellular concentration of L-arginine and controls the arginine metabolism in bacteria. Using molecular dynamics simulations sampling of the conformational space of arginine repressor and the allosteric effects of L- arginine binding on structure and dynamics of systems were studied. Orai channels are responsible for entry of calcium ion in the cell in response to Ca 2+ depletion in the endoplasmic reticulum. Homology modeling was applied to prepare a structural model of human Orai3. Molecular dynamics simulations of the earlier published Orai1 model and the Orai3 model described here were performed. Results pointed to differences in the structures and dynamics of the two Orai isoforms, Orai1 and Orai3 and consequent effects on the channel which are probably responsible for the different behavior of Orai isoforms. A putative cholesterol binding site was identified using in silico docking approach and possible effects of cholesterol binding on the Orai1 channel structure and function were reported. Allosteric effects of mutations on a distant cholesterol- binding pocket was investigated.
|
|
| |
|
|
New regulatory mechanisms of microtubule nucleation
Černohorská, Markéta ; Dráber, Pavel (vedoucí práce) ; Binarová, Pavla (oponent) ; Hašek, Jiří (oponent)
SOUHRN Mikrotubuly jsou dynamické cytoskeletální polymery, které jsou nepostradatelné pro základní buněčné aktivity, jako je udržení buněčného tvaru, dělení, prostorová distribuce organel, migrace a transport váčků. Přestože je nukleace mikrotubulů z komplexů -tubulinu základním krokem ve formaci mikrotubulárního cytoskeletu, signální dráhy regulující nukleaci z centrosomů, jsou u interfázních buněk neznámé. V odborných studiích jsem se koncentrovali na tyto regulační mechanismy. V savčích buňkách je -tubulin kódován dvěma geny. Ukázali jsme, že -tubulin 2 je schopen zastoupit -tubulin 1 v nukleaci mikrotubulů. Navíc jsme zjistili, že -tubuliny jsou různě exprimovány během časné embryogeneze a v dospělých tkáních u myší. Na základě těchto nálezů navrhujeme, že savčí -tubuliny jsou v otázce nukleace mikrotubulů funkčně rovnocenné. Aktivace žírných buněk vede k formaci protruzí, které jsou tvořeny mikrotubuly v závilosti na vápníku. Objevili jsme dva signální proteiny, PIX a GIT1, které interagují s -tubulinem a lokalizují se na centrozomu. GIT1 je fosforylován na tyrosinu u aktivovaných žírných buněk a interaguje s -tubulinem v závilosti na vápníku. Navrhujeme novou signální dráhu pro reorganizaci mikrotubulů u žírných buněk, ve které na tyrozinech-aktivované GIT1 a PIX spolupracují s vápníkovou...
|
|
|
Simulace interakce steroidních allosterických modulátorů NMDA receptorů s membránou
Riedlová, Kamila ; Konopásek, Ivo (vedoucí práce) ; Novák, Josef (oponent)
Metoda molekulové dynamiky (MD) umožňuje v reálném čase sledovat vývoj systému složeného z atomů a molekul. Takovým systémem může být např. lipidová dvojvrstva a biomolekula. MD simulace se nejčastěji uplatňuje v návrhu léčiv, kdy laboratorní experimenty s reálným objektem mohou být finančně a časově náročné nebo neproveditelné. Cílem této práce bylo objasnit využití a užitečnost metody MD aplikované na studium lipidových dvojvrstev a ukázat praktické využití této techniky, kterým je studium chování neurosteroidů v lipidových dvojvrstvách. Vhodně navržené a uměle syntetizované neurosteroidy by se mohly uplatnit v léčbě vážných neurologických onemocnění. Součástí této práce jsou i experimentální data získaná MD simulacemi pro vybrané neurosteroidy - pregnanolon glutamát a pregnanolon sulfát. Pomocí MD simulace bylo sledováno chování těchto molekul v modelových membránách a analyzováno. Klíčová slova: molekulově dynamická simulace, modelová membrána, lipidová dvojvrstva, NMDA receptor, neurosteroidy, pregnanolon glutamát, pregnanolon sulfát
|
|
|
Studium interakce membránových proteinů na molekulární úrovni pomocí silové spektroskopie, optické spektroskopie a metod výpočetní biochemie
MATĚNOVÁ, Martina
Práce se zabývá studiem role malých aminokyselin v proteinových interakcích za využití experimentálních a teoretických metod. Na základě simulace molekulární dynamiky peptidů představujících zjednodušený model D helixů D1 a D2 proteinů reakčního centra fotosystému II byla formulována hypotéza o interakcích mezi těmito peptidy. Stabilita předpokládaných vodíkových vazeb byla studována experimentálně pomocí silové spektroskopie na mikroskopu atomárních sil. Výsledky obou metod se shodují v tom, že D1-Gly208 hraje zásadní roli ve stabilitě a funkčnosti fotosystému II tím, že vytváří podmínky pro vznik slabých interakcí mezi třemi kontaktními místy helixů: D1-Gly208 (O) a D2-Cys211 (O?), D1-Ser209 (O?) a D2-Ile204 (O), D1-Ser212 (O?) a D2-Gly207 (O). Mutace D1-Gly208 vede ke zvýšené pravděpodobnosti vazby mezi výše zmíněnými aminokyselinami a zvyšuje tak sílu celkové interakce mezi proteiny, [11:08:37 AM] David Kaftan: coz vede k mirnemu snizeni fotosynteticke kapacity PSII (D1-Ser208) nebo k takovym zmenam ve funkcnosti PSII jenz vedou k letalnimu fenotypu (D1-Val208).
|
|
|
Mechanizmy podílející se na aktivaci sodíkového transportu TIP peptidem odvozeným z faktoru nádorové nekrózy
DULEBO, Alexander
Cyklický TIP peptid s lektínovou je odvozený ze 17 aminokyselin tumor nekrozního faktoru. Při aktivaci vstřebáváni vody ve zdravých a poškozených plicích in vivo hraje významnou medicínsky využitelnou úlohu. Zadržování kapaliny v plicních sklípcích a intersticiálních prostorech je život ohrožující stav zvaný plicní edém. V současné době je vysoká úmrtnost v důsledku plicního edému spojeného s fyziologickou disfunkcí kapilárně alveolární bariéry způsobována především neexistencí účinných léčiv bez vedlejších účinků. Je známo, že TIP peptid je schopen aktivovat transepiteliální transport sodíkových iontů, jenž je primárním procesem vedoucím k odstranění vody z plic. Bohužel, o mechanizmu účinku TIP peptidu není mnoho známo. Cílem této práce bylo zkoumat primární interakci TIP peptidu s plicními epiteliálními buňkami. S použitím široké škály nových metod a přístupů na úrovni jednotlivých molekul jsem zjišťoval (i) jak interaguje TIP peptid s molekulami na apikální straně plicních epiteliálních buněk? (ii) zda je pro aktivaci odstranění plicního edému TIP peptidem nezbytný jeho transport dovnitř epiteliálních buněk? (iii) jaká je povaha interakce TIP peptidu a jeho neznámého receptoru? (iv) jaká molekula slouží jako receptor pro TIP peptid?
|
|
|
Software pro molekulární dynamiku
ŠILHAVÁ, Kristýna
Softwary pro molekulární dynamiku poskytují možnost simulovat systémy složené řádově až z milionů částic, po dobu až několika ns. Tato metoda dovoluje virtuálně experimentovat bez reálné laboratoře, jen s pomocí výpočetní techniky. Molekulární dynamika hraje významnou roli pro pochopení struktur a funkcí biologických, organických i anorganických systémů. Cílem této práce je seznámit se se základy molekulární dynamiky, vyřešit modelové úlohy v programech Amber a Gromacs a zhodnotit možnosti těchto programů. Pro tuto práci jsem měla přístup k výpočetnímu klastru Hermes Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity zapojeného do projektu MetaCentrum. S programy jsem pracovala pomocí příkazové řádky v operačním systému Linux. V práci jsou popsány formáty souborů potřebné k práci s těmito programy a jak je používat. V Gromacsu i Amberu jsem sestavila a simulovala systémy: 1) voda 2) voda s ionty 3) solvatovaný lysozym. Na těchto vzorových systémech jsem porovnala základní utility k přípravě těchto systémů, ke spuštění simulace a k analýze. Práce by měla posloužit k rychlému seznámení s programy Amber a Gromacs.
|
|
|
Studium interakce membránových proteinů na molekulární úrovni pomocí silové spektroskopie, optické spektroskopie a metod výpočetní biochemie
MATĚNOVÁ, Martina
Práce se zabývá studiem role malých aminokyselin v proteinových interakcích za využití experimentálních a teoretických metod. Na základě simulace molekulární dynamiky peptidů představujících zjednodušený model D helixů D1 a D2 proteinů reakčního centra fotosystému II byla formulována hypotéza o interakcích mezi těmito peptidy. Stabilita předpokládaných vodíkových vazeb byla studována experimentálně pomocí silové spektroskopie na mikroskopu atomárních sil. Výsledky obou metod se shodují v tom, že D1-Gly208 hraje zásadní roli ve stabilitě a funkčnosti fotosystému II tím, že vytváří podmínky pro vznik slabých interakcí mezi třemi kontaktními místy helixů: D1-Gly208 (O) a D2-Cys211 (O?), D1-Ser209 (O?) a D2-Ile204 (O), D1-Ser212 (O?) a D2-Gly207 (O). Mutace D1-Gly208 vede ke zvýšené pravděpodobnosti vazby mezi výše zmíněnými aminokyselinami a zvyšuje tak sílu celkové interakce mezi proteiny, [11:08:37 AM] David Kaftan: coz vede k mirnemu snizeni fotosynteticke kapacity PSII (D1-Ser208) nebo k takovym zmenam ve funkcnosti PSII jenz vedou k letalnimu fenotypu (D1-Val208).
|
|
| |
host ::
RSS.