Termodynamika molekulárních motorů
| Thesis title in Czech: | Termodynamika molekulárních motorů |
|---|---|
| Thesis title in English: | Thermodynamics of molecular motors |
| Academic year of topic announcement: | 2023/2024 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Macromolecular Physics (32-KMF) |
| Supervisor: | RNDr. Artem Ryabov, Ph.D. |
| Author: |
| Guidelines |
| Cílem této teoretické práce bude výpočet a diskuze základních dynamických a termodynamických charakteristik určujících vlastnosti molekulárních motorů. Studované veličiny budou definovány jako funkcionály na trajektoriích stochastických procesů popisujících přechody mezi konformačními stavy molekul. Teoretické výsledky budou konfrontovány s výsledky stěžejních experimentů v této oblasti. |
| References |
| [1] J. Howard, Mechanics of Motor Proteins and the Cytoskeleton (Sinauer, New York, 2001)
[2] A. B. Kolomeisky and M. E. Fisher, Molecular Motors: A Theorist's Perspective, Annual Review of Physical Chemistry 58, 675 (2007) [3] E. R. Kay et al., Synthetic Molecular Motors and Mechanical Machines, Angew. Chem., Int. Ed. 46, 72 (2007) [4] U. Seifert, Efficiency of Autonomous Soft Nanomachines at Maximum Power, Phys. Rev. Lett. 106, 020601 (2011) [5] N. G. Van Kampen, Stochastic processes in physics and chemistry (3rd ed., North-Holland Personal Library) [6] Odborná časopisecká literatura dle doporučení vedoucího |
| Preliminary scope of work |
| Molekulární motory zajišťují chod řady životně důležitých biologických procesů uvnitř buněk. Jejich efektivita při přeměně různých forem energie na mechanickou práci je pozoruhodná, uvážíme-li, že dynamika těchto strojů je kvůli jejich malým rozměrům silně ovlivněna termálními fluktuacemi okolního prostředí (motorem může být i jediná makromolekula). Snaha o pochopení a napodobení funkce těchto strojů je jedním z nejaktivněji se rozvíjejících směrů výzkumů v moderní biofyzice a chemii. Avšak i přes intenzivní teoretické a experimentální studium, základní principy fungování molekulárních motorů stále zůstávají z větší části nepochopeny. |