velikost textu

Noncovalent interactions of aromatic systems and their role in proteins and organocatalysis

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Noncovalent interactions of aromatic systems and their role in proteins and organocatalysis
Název v češtině:
Nekovalentní interakce aromatických systémů a jejich význam v proteinech a organokatalýze
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Lada Biedermannová, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Zdeněk Havlas, DrSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Jiří Fišer, CSc.
doc. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D.
Prof. RNDr. Vladimír Sklenář, DrSc.
Id práce:
112608
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra organické chemie (31-270)
Program studia:
Organická chemie (P1402)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
28. 3. 2008
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
7 Závérďnéshrnutí Cílem předkládané práce bylo zkoumat interakce aromatických skupin a jejich význam v procesech chemického a biologického rozpoznáváni. Především byla s pomocí vysoce přesných kvantově chemických v'ýpočtůstudována úloha aromatických residui v hydrofobním jádře proteinu pro stabilitu jeho naivní struktury. Bylo ukízáno, že interakce aromatických residuí nejen s ostatnímu aromatickými a s alífatickými řetězci, ale také interakce s peptidovou části hlavního řetězce mohou poskýovat ýmamný příspěvek ke stabilizaci proteinu. Dále byly detai|ně studovány dva specifičtějšípřipady aromatických interakcí, interakce s pro|inem a interakce aromářpeptidová vazba. Kapitola o IEM se věnova|a aromatic|cým interakcím v širším kontextu interakci všech residui v proteinu. Bylo ukfuáno' že aromatickri residua hraji klíčovouúlohu ve stabilizaci modelového proteinu Trp.cage. Dále by|o ukrázríno, že IEM muže bý použita jako spolehlivá metoda pro identifikaci těchto kličových residuí. Bylo testováno několik výpočetních metod, a z výsledků vyplyvá' že metoda IEM' použitá společně se silorrým polem parm94 a GB modelem rozpouštědla' poskytuje uspokojivé výsledky pfi zanedbatelném výpočetnim čase i pro velké proteiny, což čini tuto metodu užitečnýmnástrojem pro analýzu struktury proteinů s mnoha mohými aplikacemi. Pos|edni kapito|a se zabýva|a aromaticlťými interakcemi ve dvou příkladech reakcí katalyzovaných aromatickými organiclcými kata|yzátory. Výsledky ukina|y, že interakce mezi katalyzátorem a aromatickou části substrátu hraji významnou úlohu v TS těchto reakcí. Kromě toho byly pro reakci kata|yzovanou Quinoxem vypoěteny rozdíly v Gibbsově volné energii pro TS vedoucí k opačným enantiomerům pro oba dva moáré mechanismy reakce. Takto teoreticky předpověděné hodnotyjsou ve velmi dobré shodě s experimentí|ně získanými daty. Šestpůvodních vědeclcých článků,tl6l které doplňují předkládanou pníci, je pfipojeno v dodatku.
Abstract v angličtině:
7 Concluding Remarks The aim of the presented thesis was to investigate the interactions of aromatic groups and their role in the processes of chemical and biological recognition. In particular, the role of aromatic residues in the protein hydrophobic core for the stability of the protein native fold was investigated using highJevel quantum chemical calculations. We showed that the interactions of aromatic residues not only with other aromatic and aliphatic sidechains but also with the peptide bond portion of the protein backbone can provide a substantial contribution to the protein stabilisation. Two more specific examples ofthe aromatic interactions, the interaction ofaromatic residue with proline and the aromatic-peptide bond interaction were both examined in more detail. The chapter on the IEM focused on aromatic interactions from the perspective ofall the pairwise residue interactions in protein. The aromatic residues were shown to play a key rolě in the stabilisation of the Trp-cage model protein. It was also shown that the IEM can be used as a reliable method for the identification ofthese key residues. Several computational methods were tested and it was shown that when used with the Amber parm94 forée fie|d and GB solvent model, the IEM gives satisfactory results while being computationally feasible for even large proteins. This makes several possible applications ofthis method useful tools for the analysis of the protein structure. In the last chapter, the aromatic interactions were dealt with in two examples of reactions catalysed by aromatic organic catalysts. It was shown that the interactions between the catalyst and the aromatic portion of the substrate play a sigrificant role in the TS of these reactions. Moreover, in the Quinox-catalysed reaction, the differences in the Gibbs free energy between the two TS structures were calculated which lead to the two different enantiomers. Our theoretical predictions are in very good agreement with the experimental results. The six original research papers tt{1 that complement the thesis are enclosed in the Appendix.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Lada Biedermannová, Ph.D. 1.43 MB
Stáhnout Příloha k práci RNDr. Lada Biedermannová, Ph.D. 7.34 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Lada Biedermannová, Ph.D. 257 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Lada Biedermannová, Ph.D. 263 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Jiří Fišer, CSc. 802 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Michal Otyepka, Ph.D. 137 kB
Stáhnout Posudek oponenta Prof. RNDr. Vladimír Sklenář, DrSc. 159 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 179 kB