|
|
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.)
|
|
|
Model membranes studied by advanced fluorescence techniques and molecular dynamics simulations
Melcrová, Adéla ; Hof, Martin (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Úvod této práce se věnuje popisu biofyzikálních vlastností modelů plazmatic- ké membrány během procesů buněčné signalizace, jako je zvýšená koncentrace cytosolické koncentrace vápníku nebo posttranslační modifikace membránových proteinů. Vápníková signalizace je charakteristická rychlým nárůstem koncen- trace vápníku v cytosolu buňky. V našem výzkumu jsme identifikovali specifická vazebná místa pro vápník a charakterizovali jeho vázání v modelech plazmatic- ké membrány se vzrůstající složitostí. Začali jsme s nejjednodušším modelem dvouvrstvy fosfolipidů, dále obohacené o cholesterol a peptidy. Nejsložitějším modelem pak jsou membrány extrahované z buněk HEK293. V experimentech používáme metodu časově závislého posunu fluorescence, která poskytuje přímou informaci o hydrataci a mobilitě v definovaných místech studované membrány. Experimenty jsou doplněny o molekulárně dynamické (MD) simulace, díky kterým získáme molekulární detail studovaných interakcí. Signalizace PAG proteinu je spuštěna jeho dvojí palmitoylací. Naše studium je zaměřeno na změny v biofyzikálních charakteristikách jak samotného peptidu, tak okolní lipidové membrány po připojení těchto palmitoylů. Za pomoci ato- mistických MD...
|
|
|
Simulation of processes in cellular membranes
Melcr, Josef ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce)
Simulace of procesů v buněčných membránách Abstrakt Mnoho důležitých procesů v buňkách probíhá prostřednictvím iontů. Například fúze synaptických váčků s membránami nervových buněk je kontrolována dvojmocným kationtem Ca2+ , zatímco výměna Na+ a K+ řídí rychlý elek- trický přenos vzruchů neurony. Vyšetřili jsme modelové fosfolipidové membrány a jejich interakce s těmito biologicky relevantními ionty. S použitím molekulárně dynamických simulací jsme přesně určili jejich vzájemé afinity vůči neutrálním a negativně nabitým fosfolipidovým dvojvrstvám. K tomu bylo nutné vyvi- nout nové vylepšené modely fosfolipidů nazvané ECC-lipids, které obsahují polarizaci elektronů pomocí korekce na elektronové kontinuum implemento- vané přeškálováním nábojů. Naše simulace s tímto novým silovým polem poprvé dosahují kvantitativní shody s experimentálně zjištěným konceptem lipidového elektrometru pro POPC a i pro POPS se všemi studovanými ka- tionty. Kromě toho jsme také zkoumali vliv transmembránového napětí na fosfolipidové dvojvrstvy. Elektrické pole indukované napětím se vyskytuje výhradně v hydrofóbní části membrány, kde má téměř konstantní intenzitu. Toto pole ovlivňuje strukturu blízkých molekul...
|
|
|
Model membranes studied by advanced fluorescence techniques and molecular dynamics simulations
Melcrová, Adéla ; Hof, Martin (vedoucí práce)
Úvod této práce se věnuje popisu biofyzikálních vlastností modelů plazmatic- ké membrány během procesů buněčné signalizace, jako je zvýšená koncentrace cytosolické koncentrace vápníku nebo posttranslační modifikace membránových proteinů. Vápníková signalizace je charakteristická rychlým nárůstem koncen- trace vápníku v cytosolu buňky. V našem výzkumu jsme identifikovali specifická vazebná místa pro vápník a charakterizovali jeho vázání v modelech plazmatic- ké membrány se vzrůstající složitostí. Začali jsme s nejjednodušším modelem dvouvrstvy fosfolipidů, dále obohacené o cholesterol a peptidy. Nejsložitějším modelem pak jsou membrány extrahované z buněk HEK293. V experimentech používáme metodu časově závislého posunu fluorescence, která poskytuje přímou informaci o hydrataci a mobilitě v definovaných místech studované membrány. Experimenty jsou doplněny o molekulárně dynamické (MD) simulace, díky kterým získáme molekulární detail studovaných interakcí. Signalizace PAG proteinu je spuštěna jeho dvojí palmitoylací. Naše studium je zaměřeno na změny v biofyzikálních charakteristikách jak samotného peptidu, tak okolní lipidové membrány po připojení těchto palmitoylů. Za pomoci ato- mistických MD...
|
|
|
Model membranes studied by advanced fluorescence techniques and molecular dynamics simulations
Melcrová, Adéla ; Hof, Martin (vedoucí práce)
Úvod této práce se věnuje popisu biofyzikálních vlastností modelů plazmatic- ké membrány během procesů buněčné signalizace, jako je zvýšená koncentrace cytosolické koncentrace vápníku nebo posttranslační modifikace membránových proteinů. Vápníková signalizace je charakteristická rychlým nárůstem koncen- trace vápníku v cytosolu buňky. V našem výzkumu jsme identifikovali specifická vazebná místa pro vápník a charakterizovali jeho vázání v modelech plazmatic- ké membrány se vzrůstající složitostí. Začali jsme s nejjednodušším modelem dvouvrstvy fosfolipidů, dále obohacené o cholesterol a peptidy. Nejsložitějším modelem pak jsou membrány extrahované z buněk HEK293. V experimentech používáme metodu časově závislého posunu fluorescence, která poskytuje přímou informaci o hydrataci a mobilitě v definovaných místech studované membrány. Experimenty jsou doplněny o molekulárně dynamické (MD) simulace, díky kterým získáme molekulární detail studovaných interakcí. Signalizace PAG proteinu je spuštěna jeho dvojí palmitoylací. Naše studium je zaměřeno na změny v biofyzikálních charakteristikách jak samotného peptidu, tak okolní lipidové membrány po připojení těchto palmitoylů. Za pomoci ato- mistických MD...
|
|
|
Simulation of processes in cellular membranes
Melcr, Josef ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce)
Simulace of procesů v buněčných membránách Abstrakt Mnoho důležitých procesů v buňkách probíhá prostřednictvím iontů. Například fúze synaptických váčků s membránami nervových buněk je kontrolována dvojmocným kationtem Ca2+ , zatímco výměna Na+ a K+ řídí rychlý elek- trický přenos vzruchů neurony. Vyšetřili jsme modelové fosfolipidové membrány a jejich interakce s těmito biologicky relevantními ionty. S použitím molekulárně dynamických simulací jsme přesně určili jejich vzájemé afinity vůči neutrálním a negativně nabitým fosfolipidovým dvojvrstvám. K tomu bylo nutné vyvi- nout nové vylepšené modely fosfolipidů nazvané ECC-lipids, které obsahují polarizaci elektronů pomocí korekce na elektronové kontinuum implemento- vané přeškálováním nábojů. Naše simulace s tímto novým silovým polem poprvé dosahují kvantitativní shody s experimentálně zjištěným konceptem lipidového elektrometru pro POPC a i pro POPS se všemi studovanými ka- tionty. Kromě toho jsme také zkoumali vliv transmembránového napětí na fosfolipidové dvojvrstvy. Elektrické pole indukované napětím se vyskytuje výhradně v hydrofóbní části membrány, kde má téměř konstantní intenzitu. Toto pole ovlivňuje strukturu blízkých molekul...
|
|
|
Model membranes studied by advanced fluorescence techniques and molecular dynamics simulations
Melcrová, Adéla ; Hof, Martin (vedoucí práce) ; Heyda, Jan (oponent) ; Konopásek, Ivo (oponent)
Úvod této práce se věnuje popisu biofyzikálních vlastností modelů plazmatic- ké membrány během procesů buněčné signalizace, jako je zvýšená koncentrace cytosolické koncentrace vápníku nebo posttranslační modifikace membránových proteinů. Vápníková signalizace je charakteristická rychlým nárůstem koncen- trace vápníku v cytosolu buňky. V našem výzkumu jsme identifikovali specifická vazebná místa pro vápník a charakterizovali jeho vázání v modelech plazmatic- ké membrány se vzrůstající složitostí. Začali jsme s nejjednodušším modelem dvouvrstvy fosfolipidů, dále obohacené o cholesterol a peptidy. Nejsložitějším modelem pak jsou membrány extrahované z buněk HEK293. V experimentech používáme metodu časově závislého posunu fluorescence, která poskytuje přímou informaci o hydrataci a mobilitě v definovaných místech studované membrány. Experimenty jsou doplněny o molekulárně dynamické (MD) simulace, díky kterým získáme molekulární detail studovaných interakcí. Signalizace PAG proteinu je spuštěna jeho dvojí palmitoylací. Naše studium je zaměřeno na změny v biofyzikálních charakteristikách jak samotného peptidu, tak okolní lipidové membrány po připojení těchto palmitoylů. Za pomoci ato- mistických MD...
|
|
|
Simulation of processes in cellular membranes
Melcr, Josef ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Otyepka, Michal (oponent) ; Tarek, Mounir (oponent)
Simulace of procesů v buněčných membránách Abstrakt Mnoho důležitých procesů v buňkách probíhá prostřednictvím iontů. Například fúze synaptických váčků s membránami nervových buněk je kontrolována dvojmocným kationtem Ca2+ , zatímco výměna Na+ a K+ řídí rychlý elek- trický přenos vzruchů neurony. Vyšetřili jsme modelové fosfolipidové membrány a jejich interakce s těmito biologicky relevantními ionty. S použitím molekulárně dynamických simulací jsme přesně určili jejich vzájemé afinity vůči neutrálním a negativně nabitým fosfolipidovým dvojvrstvám. K tomu bylo nutné vyvi- nout nové vylepšené modely fosfolipidů nazvané ECC-lipids, které obsahují polarizaci elektronů pomocí korekce na elektronové kontinuum implemento- vané přeškálováním nábojů. Naše simulace s tímto novým silovým polem poprvé dosahují kvantitativní shody s experimentálně zjištěným konceptem lipidového elektrometru pro POPC a i pro POPS se všemi studovanými ka- tionty. Kromě toho jsme také zkoumali vliv transmembránového napětí na fosfolipidové dvojvrstvy. Elektrické pole indukované napětím se vyskytuje výhradně v hydrofóbní části membrány, kde má téměř konstantní intenzitu. Toto pole ovlivňuje strukturu blízkých molekul...
|
|
|
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.)
|
|
|
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?
|
host ::
RSS.