Influence of aminoacid side-chain ionization on protein structure

• Název práce v češtině: Vlivu ionizace postranních řetězců aminokyselin na strukturu proteinu
• Název v anglickém jazyce: Influence of aminoacid side-chain ionization on protein structure
• Klíčová slova: protein, zhrubený model, ionizace, acidobázické rovnováhy, molekulové simulace
• Klíčová slova anglicky: protein, coarse-grained model, ionization, acido-basic equlibria, molecular simulation
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
• Vedoucí / školitel: Ing. Lucie Nová, Ph.D.
• Řešitel: Bc. Ema Tomanová - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 02.12.2022
• Datum zadání: 02.12.2022
• Datum potvrzení stud. oddělením: 27.01.2023
• Datum odevzdání elektronické podoby: 04.05.2023
• Datum proběhlé obhajoby: 05.06.2023
• Oponenti: Anja Muzdalo, Dr.
• Konzultanti: prof. RNDr. Filip Uhlík, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Struktura proteinů se určuje na několika úrovních. Rozlišujeme primární (sekvence aminokyselin), sekundární (jejich prostorové uspořádání) a terciární, příp. kvartérní strukturu (prostorové uspořádání i několika řetězcových jednotek). Funkce proteinu je dána především jeho sekundární a terciární strukturou.Tuto strukturu můžeme získat buď experimentálně nebo pomocí výpočetní chemie- modelování.
Náplní této práce je studium struktury takovových proteinů, které obsahují aminokyseliny s ionizovatelnými postranními řetězci pomocí zhrubených (coarse-grained) modelů. Ve zhrubených modelech proteiny vypadají jako řetízky kuliček, kde jednotlivé kuličky představují různé aminokyseliny. Aby takový model poskytoval správné výsledky, je třeba správně nastavit parametry modelu- velikost jednotlivých kuliček, jejich vzájemné přitažlivé a odpudivé interakce a jejich ochotu k ionizaci za daných podmínek- pKa.. Ionizace ionizovatelných segmentů se modeluje v reakčním souboru pomocí metody Monte Carlo.
Student/ka bude na základě zákonitostí chování ionizovatelných polymerních řetězců a pomocí známých dat o struktuře proteinů studovat strukturu zhrubených modelů proteinů, které obsahují aminokyseliny s ionizovatelnými postranními řetězci, s využitím metod molekulových simulací: molekulové dynamiky a Monte Carla.
Výhodou je chuť samostatně programovat/kódovat.