Molekulárně-dynamické simulace membránových proteinů
| Název práce v češtině: | Molekulárně-dynamické simulace membránových proteinů |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Molecular dynamics simulations of membrane proteins |
| Klíčová slova: | molekulární dynamika, membránové proteiny |
| Klíčová slova anglicky: | molecular dynamics, membrane proteins |
| Akademický rok vypsání: | 2012/2013 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Fyzikální ústav UK (32-FUUK) |
| Vedoucí / školitel: | RNDr. Ivan Barvík, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 18.09.2012 |
| Datum zadání: | 08.11.2012 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 17.01.2013 |
| Datum a čas obhajoby: | 12.09.2013 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 02.08.2013 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 02.08.2013 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 12.09.2013 |
| Oponenti: | doc. RNDr. Jiří Bok, CSc. |
| Zásady pro vypracování |
| 1) Prostudovat určenou literaturu:
- struktura a funkce proteinů, buněčných membrán a GPCR receptorů - molekulárně-dynamické simulace biomolekul 2) Sepsat rešerši. 3) Osvojit si metodiku molekulárně-dynamických simulací; naprogramovat základní algoritmy pro jednoduché modelové systémy. 4) Prakticky zvládnout práci se softwarovými balíky AMBER, NAMD, ACEMD, VMD, CHIMERA. 5) Provést molekulárně-dynamické simulace určeného modelového systému s explicitním zahrnutím vodní obálky do simulovaného systému. 6) Nasimulované trajektorie kvantitativně analyzovat. 7) Diskutovat získané výsledky z hlediska jejich využití při racionálním návrhu potenciálních chemoterapeutik. |
| Seznam odborné literatury |
| [1] D. M. Rosenbaum, S. G. F. Rasmussen & B. K. Kobilka
The structure and function of G-protein-coupled receptors Nature 459, 2009, 356-363 [2] R. O. Dror, A. C. Pan, D. H. Arlow, D. W. Borhani, P. Maragakis, Y. B. Shan, H. Xu, and D. E. Shaw Pathway and mechanism of drug binding to G-protein-coupled receptors PNAS 108, 2011, 13118-13123 [3] A. Ivetac and J. A. McCammon Mapping the Druggable Allosteric Space of G-Protein Coupled Receptors: a Fragment-Based Molecular Dynamics Approach Chemical Biology & Drug Design 76, 2010, 201-217 [4] V. Katritch, M. Rueda, P. C. H. Lam, M. Yeager and R. Abagyan GPCR 3D homology-models for ligand screening: Lessons learned from blind predictions of adenosine A2a receptor complex Proteins-Structure Function and Bioinformatics 78, 2010, 197-211 [5] M. Michino, E. Abola, , C. L. Brooks, J. S. Dixon, J. Moult, R. C. Stevens & GPCR Dock 2008 participants Community-wide assessment of GPCR structure modelling and ligand docking: GPCR Dock 2008 Nature Reviews Drug Discovery 8, 2009, 455–463 [6] S. Costanzi Modelling G protein-coupled receptors A concrete possibility Chimica Oggi-Chemistry Today 28, 2010, 26-30 |
| Předběžná náplň práce |
| Zkoumání struktury a dynamiky biomolekul přináší poznatky týkající se základních dějů v buňce, může ale také významně přispět k racionálnímu návrhu struktury potenciálních chemoterapeutik.
Metodika molekulárně-dynamických simulací představuje účinný nástroj pro zkoumání struktury a dynamiky biomolekul - nukleových kyselin, proteinů, buněčných membrán apod. Počítačové simulace umožňují interpretovat na atomární úrovni jevy pozorované v experimentech. Tzv. GPCR receptory (receptory svázané s G proteiny) představují skupinu cca. 800 molekul na něž je cílena zhruba 1/3 všech současných léků. V rámci bakalářské práce bude zkoumán dynamický vývoj struktury membránového GPCR receptoru obklopeného membránou a vodní obálkou. Předpokládané znalosti: Kvantová mechanika na úrovni základních kursů, hlubší zájem o numerické zpracování složitých úloh na moderních počítačích, pasivní znalost angličtiny. |