|
|
Bonding and non-bonding interaction potentials for simulations of coarse-grained protein models
Pavlíková, Markéta ; Nová, Lucie (vedoucí práce) ; Bačová, Petra (oponent)
Skládáníproteinůje proces transformace aminokyselinového řetězce do unikátní 3D struktury. Struktura proteinu je dána jeho aminokyselinovou sekvencí. Porozuměníprocesu skládáníproteinůa proteinové dynamiky je klíčové, protože funkce proteinu je úzce spjata s jeho strukturou a dynamikou. Tyto procesy lze zkoumat pomocí molekulárních simulací. Zhrubené modely, které se používají v molekulárních simulacích, nabízejí výhodný kompromis mezi výpočetní efektiv- itou a přesností. Pro použití těchto modelů je nezbytný dobře nastavený force field neboli silové pole. Silové pole zahrnuje jak vazebné, tak nevazebné inter- akčnípotenciály, které jsou odvozeny z atomistických simulacínebo ze známých, experimentálně určených proteinových struktur. V rámci této bakalářské práce byly takové potenciály získány z více než 4500 struktur z databáze PDB. 1
|
|
|
Studium samoskladby a stupně ionizace blokových kopolymerů pomocí transmisní elektronové mikroskopie a molekulových simulací
Illés, Peter ; Nová, Lucie (vedoucí práce) ; Štěpánek, Miroslav (oponent)
Responzivní systémy blokových kopolymerů, kterých bloky mají různou afinitu ke zkoumanému rozpouštědlu mohou vytvářet struktury jako micely nebo vezikuly. Tyhle struktury jsou senzitivní ke změnám vnějších podmínek jakými jsou pH a teplota. Tyto změny často vedou k formaci nebo rozkladu micel. Pokud je jedním z bloků slabý polyelektrolyt, stupeň ionizace závisí nejenom na vnějších podmínkách, ale taktéž na konformaci řetězců. Táto práce zahrnuje studium velikosti a stupně ionizace micelárních struktur a linearních řetězců kopolymeru obsahujícího termosenzitivní a pH responzivní bloky pomocí vysokorozlišovací transmisní elektronové mikroskopie a hamiltonianských Monte Carlo simulací. 1
|
|
|
Application of Electronic Continuum Correction to Molecular Simulations of Nano/Bio Interfaces
BIRIUKOV, Denys
Nowadays it is almost impossible to imagine our life without nanotechnologies. They are present in smartphones and many other gadgets we use every day, while advanced nanoparticle-based devises are currently indispensable in medicine, engineering, and science. In the case of biomedical applications, the knowledge how a specific nanomaterial behaves and changes its properties in complex physiological medium is essential to guarantee the accomplishment of all specific goals facing a scientist or engineer. Some of physical and chemical processes occurring when a nanodevice enters biological environment are yet very difficult to fully detail without accurate computer simulations, so special attention needs to be focused on theoretical studies of nano-bio interactions. In this thesis, molecular simulations were used to investigate the interactions between different nanomaterials (titanium dioxide, silicon dioxide, and gold) and aqueous solutions, which contain ions, organic molecules, and amino acids. The importance of this scope and particularly selected for this study materials and compounds is given in Introduction. To model nano/bio interfaces, we adopted and integrated recent theoretical approaches, which together with basic principles of molecular simulations are described in Methods. Obtained results are divided in four parts and address several important issues that are vital in deciphering molecular mechanisms, through which nanoparticles identify and bind various biomolecules. The simulation data are thoroughly discussed, compared to experiments, and used to explain some of experimental observations. Additionally, outcomes of this thesis serve as a springboard for further theoretical studies aimed to advance our understanding of nano-bio interactions.
|
|
|
2D structures based on metal phosphonates; relationships between arrangement and properties studied by molecular simulations methods
Škoda, Jakub ; Pospíšil, Miroslav (vedoucí práce) ; Čapková, Pavla (oponent) ; Praus, Petr (oponent)
Tato práce se zabývá strukturní analýzou vrstevnatých sulfofenylfosfonátů zirkonia a jejich interkalátů za pomoci metod klasických molekulárních simulací. V rámci práce byla určena vnitřní struktura plně i částečně sulfonovaných vrstev v souladu s výsledky dostupných experimentálních metod, zejména chemické analýzy, termogravimetrických měření a rentgenové difrakce. Výpočty objasnily pozici molekul vody v rovině sulfo skupin, které výrazně ovlivňují výsledný difrakční záznam. Dále bylo vyřešeno uspořádání vrstev zirkonium sulfofenylfosfonátu interkalovaných opticky aktivními molekulami na bázi dipyridylaminu a kationty sodíku, mědi a železa vzhledem k výsledkům experimentů a hodnotám potenciální energie. V případě modelů dipyridylaminu a jeho derivátů byla výsledkem částečně neuspořádaná struktura interkalovaných organických molekul v mezivrství, jež ovlivňuje celkový dipólový moment interkalátu. Z tohoto hlediska byl vybrán nitro derivát jakožto nejvhodnější materiál pro možné využití v nelineární optice. U modelů interkalovaných kationtů zaujímá sodík původní pozice vody podél rovin sulfo skupin, kdežto kationty mědi a železa jsou distribuovány v řadě uprostřed mezivrství zirkonium sulfofenylfosfonátu.
|
|
|
2D structures based on metal phosphonates; relationships between arrangement and properties studied by molecular simulations methods
Škoda, Jakub ; Pospíšil, Miroslav (vedoucí práce) ; Čapková, Pavla (oponent) ; Praus, Petr (oponent)
Tato práce se zabývá strukturní analýzou vrstevnatých sulfofenylfosfonátů zirkonia a jejich interkalátů za pomoci metod klasických molekulárních simulací. V rámci práce byla určena vnitřní struktura plně i částečně sulfonovaných vrstev v souladu s výsledky dostupných experimentálních metod, zejména chemické analýzy, termogravimetrických měření a rentgenové difrakce. Výpočty objasnily pozici molekul vody v rovině sulfo skupin, které výrazně ovlivňují výsledný difrakční záznam. Dále bylo vyřešeno uspořádání vrstev zirkonium sulfofenylfosfonátu interkalovaných opticky aktivními molekulami na bázi dipyridylaminu a kationty sodíku, mědi a železa vzhledem k výsledkům experimentů a hodnotám potenciální energie. V případě modelů dipyridylaminu a jeho derivátů byla výsledkem částečně neuspořádaná struktura interkalovaných organických molekul v mezivrství, jež ovlivňuje celkový dipólový moment interkalátu. Z tohoto hlediska byl vybrán nitro derivát jakožto nejvhodnější materiál pro možné využití v nelineární optice. U modelů interkalovaných kationtů zaujímá sodík původní pozice vody podél rovin sulfo skupin, kdežto kationty mědi a železa jsou distribuovány v řadě uprostřed mezivrství zirkonium sulfofenylfosfonátu.
|
|
|
Molekulární simulace interakcí nanočástic CdS s montmorillonitem
Pšenička, Milan ; Pospíšil, Miroslav (vedoucí práce) ; Malý, Marek (oponent)
Tato práce se zabývá studiem struktury nanočástic sulfidu kademnatého (CdS) stabilizovaného pomocí povrchově aktivní látky - cetyltrimetylamonného kationtu CTA+ a dále interakcí mezi nanočásticemi CdS a povrchem jílového vrstevnatého minerálu - montmorillonitu prostřednictvím metod molekulárních simulací. Byly postaveny iniciální modely nanočástic CdS pro dvě krystalové struktury, ve kte- rých se CdS vyskytuje - Greenockit (G) a Hawleyit (H). Následně byly zjištěny z hlediska minima energie preferované orientace molekul CTA+ pro oba krystalové typy nanočástic CdS. Pro Greenockit je preferované monovrstvé uspořádání a pro Hawleyit dvouvrstvé uspořádání. Modely s touto preferovanou orientací mo- lekul CTA+ byly umístěny na povrch montmorillonitu a po jejich optimalizaci byla vypočtena adsorbční energie nanočástice CdS se svou obálkou a povrchem montmorillonitu. Veškeré výsledky a postupy byly zpracovány formou praktika pro využití v předmětu Výpočetní experimenty v teorii molekul I - NBCM100 vyučovaném na MFF UK v Praze.
|
|
|
Využití molekulárních simulací při komplexní strukturní analýze vrstevnatých materiálů
Veteška, Marek ; Pospíšil, Miroslav (vedoucí práce) ; Demel, Jan (oponent) ; Tokarský, Jonáš (oponent)
Název práce: Využití molekulárních simulací při komplexní strukturní ana- lýze vrstevnatých materiálů Autor: RNDr. Marek Veteška Katedra: Katedra chemické fyziky a optiky Vedoucí disertační práce: RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D., KChFO Abstrakt: Techniky molekulárních simulací byly použity spolu s experimentálními mě- řeními (rtg. difrakce, termogravimetrie, infračervená spektroskopie, elemen- tární analýza aj.) k objasnění strukturních charakteristik různých typů vrs- tevnatých materiálů. Vyřešena byla struktura Zn-Al-podvojného vrstevnatého hydroxidu interka- lovaného pyrentetrasulfonovou kyselinou. V závislosti na relativní vlhkosti vzorky vykazovaly rozdílná uspořádání s třemi rovinami molekul vody a buď s jednou, nebo dvěma rovinami pyrentetrasulfonových aniontů. Zároveň byla prokázána značná variabilita uspořádání aniontů. Zkoumáno bylo adsorpční chování přírodního a tetrametylamoniovými kati- onty modifikovaného montmorillonitu vůči anilinu a fenolu. Charakter ad- sorpce se lišil jak podle typu adsorbovaných molekul, tak podle typu ad- sorbentu. Významnou roli hrála rovina molekul vody přímo nad povrchem, která zprostředkovávala adsorpci anilinů. Přítomností tetrametylamoniových kationtů byla plocha roviny vody zmenšena, což snížilo adsorpci anilinů. Pří- tomnost kationtů naopak mírně...
|
|
| |
|
| |
|
| |
host ::
RSS.