Témata prací (Výběr práce)Témata prací (Výběr práce)(verze: 307)
Detail práce
  
Distribuce iontů na površích hydratovaných proteinů
Název práce v češtině: Distribuce iontů na površích hydratovaných proteinů
Název v anglickém jazyce: Distribution of ions at surfaces of hydrated proteins
Akademický rok vypsání: 2006/2007
Typ práce: diplomová práce
Jazyk práce: čeština
Ústav: Matematický ústav UK (32-MUUK)
Vedoucí / školitel: prof. Mgr. Pavel Jungwirth, CSc., DSc.
Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
Datum přihlášení: 27.02.2007
Datum zadání: 27.02.2007
Datum a čas obhajoby: 20.05.2008 00:00
Datum proběhlé obhajoby: 20.05.2008
Oponenti: prof. RNDr. Ivan Barvík, DrSc.
 
 
 
Zásady pro vypracování
Student se seznámí s problematikou četbou odborné literatury a diskusemi s kolegy ve vědecké skupině. Dále se student naučí používat software pro provádění simulací molekulové dynamiky (AMBER). Po úspěšném provedení simulací vybraných proteinů ve slaných roztocích bude třeba výsledky detailně analyzovat (např. pomocí vizualizačního a analyzačního programu VMD). Vposledu plánujeme nejdůležitější výsledky prezentovat ve formě konferenčních příspěvků a publikací.
Seznam odborné literatury
1. Vrbka, L.; Vondrasek, J.; Jagoda-Cwiklik, B.; Vacha, R.; Jungwirth, P.: Quantification and rationalization of the higher affinity of sodium over potassium to protein surface. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103 (2006) 15440.

2. Vrbka, L.; Jugwirth, P.; Baudiun, P.; Tourand, D.; Kunz, W.: Specific ion effects at protein surfaces: A molecular dynamics study of bovine pancreatic trypsin inhibitor and horseradish peroxidase in selected salt solutions. Journal of Physical Chemistry B, 110 (2006) 7036.

3. Collins, K. D.: Ions from the Hofmeister series and osmolytes: effects on proteins in solution and in the crystallization process. Methods 34 (2004) 300.
Předběžná náplň práce
Sodík a draslík představují dva nejběžnější monovalentní kationty v živých organismech. Přestože mají stejný náboj a liší se pouze ve velikosti, iotová specificita mezi sodíkem a draslíkem hraje klíčovou úlohu při mnoha biochemických procesech. Životně důležitá rozdílnost mezi Na+ a K+ je zdůrazněna i nízkým koncentračním poměrem mezi sodíkem a draslíkem uvnitř živých buněk, který je s velkými energetickými náklady udržován iontovými pumpami. V rámci této studie budeme kvantifikovat a zdůvodňovat různou afinitu sodíku a draslíku k povrchu biochemicky velmi relevantních proteinů (např. HIV proteázy) pomocí simulací molekulové dynamiky a kvantověchemických výpočtů. Dále budeme výpočetně zkoumat specifickou afinitu dalších biologicky relevantních iontů k povrchu proteinů a její vliv na enzymatickou aktivitu.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Sodium and potassium represent the two most abundant monovalent cations in living
organisms. Despite the fact that they possess the same charge and differ only in size, sodium vs potassium ion specificity plays a crucial role in many biochemical processes. The vital biological relevance of the difference between Na+ and K+ is exemplified by the low intracellular and high extracellular sodium/potassium ratio maintained in living cells by ion pumps at a considerable energy cost. In this work, we will quantify and rationalize the different affinities of sodium and potassium to the surface of a biochemically highly relevant proteins (e.g., HIV protease) by means of molecular dynamics simulations and quantum chemistry calculations. In addition, we will computationally investigate specific affinities of other biologically relevant ions for protein surfaces and effects on enzyme activities.
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK