Studium mechanismů enzymatických reakcí pomocí výpočetních metod

Mgr. Jakub Hynšt

Bakalářská práce

Study of Enzymatic Reaction Mechanisms by Computational Methods

Anotace:

V této práci jsme se věnovali přípravě modelu lidské acetylcholinesterasy s acetylcholinem ke studiu jeho reakčního mechanismu hydrolýzy acetylcholinu pomocí výpočetních metod. V první fázi jsme se zaměřili na studium samotného enzymu, jehož 3D krystalografický model jsme získali z databáze PDB. Ten si především díky neúplné primární struktuře aminokyselinového řetězce vyžádal úpravy. Ve druhé fázi jsme studovali již vytvořený komplex acetylcholinesterasy s acetylcholinem a mohli jsme tak sledovat interakce substrátu a enzymu v jeho aktivním místě. Především za pomocí metod molekulové dynamiky a kvantové mechaniky se nám podařilo dosáhnout vhodných orientací aminokyselin enzymu k substrátu, což je nezbytný krok pro další studium enzymatické reakce.

Abstract:

In this work, we focused on the preparation of a model of human acetylcholinesterase with acetylcholine to study the reaction mechanism using computational methods. In the first phase, we focused on the study of enzyme itself, whose crystallographic 3D model was taken from the PDB database. Due to incomplete primary structure of the amino acid chain, modifications were necessary to prepare the structure for calculations. In the second phase, we dealt with already created complex of acetylcholinesterase with acetylcholine and we were able to track the interaction of substrate and enzyme in its active site. By methods using molecular dynamics and quantum mechanics, we managed to achieve a suitable orientation of amino acids in the enzyme - substrate complex. Thus the complex was successfully prepared for further study of this enzymatic reaction.

Klíčová slova

acetylcholinesterasa, acetylcholin, molekulová dynamika, kvantová mechanika, semiempirické metody, docking, cholinergní receptor

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2012

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 17. 6. 2013
• Vedoucí: RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie