Modelling of cell penetrating peptides

• Název v anglickém jazyce: Modelling of cell penetrating peptides
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i. (32-UOCHAV)
• Vedoucí / školitel: prof. Mgr. Pavel Jungwirth, CSc., DSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 20.09.2017
• Datum zadání: 20.09.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 03.10.2017
• Konzultanti: Ing. Mario Vazdar, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Interakce kovových iontů s ligandovými poli představují jeden z klíčových momentů mnoha biochemických a biofyzikálních procesů. Efekty typu rozvinutí DNA šroubovice a uvolnění vodíkových můstků v párech bází jsou často spojeny s přítomností kovů a jejich hydrátů v blízkosti takovýchto aktivních center. Stejne je tomu v případě chemoterapeutického působení cisplatinových derivátů, kdy ligandované komplexy platiny vytvářejí inter- resp. intrastrandové můstky, které omezují činnost transkripčních rRNA-polymerasy a replikačních DNA-polymerasy.
Projekt bude vycházet kvantově-chemických výpočtů a molekulové mechaniky a dynamiky systemů založených a) na malých modelech vhodných pro stanovení přesnosti používaných metod, b) výpočtů prováděných na aktivních centrech jednotlivých nukleobází (guanin, adenin, cytosin a thymin) popřípadě párů bází a c) studia rozsáhlejších strukturních jednotek obsahujících i deoxyribosovou část a fosfátové skupiny kombinovaným QM/MM přístupem. Části a) a b) se týkají převážně kvantově-chemického popisu systémů založených na analýze vlastností vlnové funkce, část c) bude zaměřena na konformační analýzy spojené s oligomerním uspořádáním modelů DNA.

Seznam odborné literatury

1. J. Fišer: Úvod do kvantové chemie, Academia Praha, 1983
2. N. Ostlund, A. Szabo: Modern Quantum Chemistry, McGraw-Hill Inc. New York, 1989
3. W. Yang, J. A. Parr: Density Functional Theory, Wiley, NY, 1998
4. W. J. Moore: Fyzikální chemie, SNTL, 1979
5. F. Battaglia, T. F. George: Fundamentals in Chemical Physics, Kluwer Academic Publishers, 1998

Předběžná náplň práce

Práce bude založena na kvantově-chemických výpočtech komplexů přechodných kovů a jejich pravděpodobných reakčních mechanismů. Jedná se především o komplexy s protirakovinnými účinky. Pro tyto komplexy budou vypočteny základní elektronové vlastnosti. U navržených reakčních mechanismů budou spočtena termodynamická data (entalpie a volné Gibbsovy energie) a odhadnuty kinetické parametry procesů, které hrají klíčovou úlohu při aktivaci léčiv.

Zvolené komplexy budou nejprve podrobeny geometrické optimalizaci a pro finální struktury budou provedeny analýzy vlnových funkcí resp. elektronové hustoty pomocí různých výpočetních kvantově-mechanických programů.