Vliv sekvence transmembránových domén na průchod peptidů přes membrány

Bc. Ladislav Bartoš

Diplomová práce

Influence of various transmembrane domains on peptide translocation across membranes

Anotace:

V této diplomové práci pomocí počítačových simulací s využitím hrubozrnných modelů studujeme usnadněný průchod amfifilních peptidů skrz biologické membrány. Nejprve odhalujeme vliv α-helikálních transmembránových peptidů nebo proteinových domén s různými vlastnostmi na průchod peptidů přes biologické membrány. Poté navazujeme studiem kooperativního průchodu dvou peptidů. Naše výsledky značí, že transmembránové úseky s konkrétními vlastnostmi mohou zlepšit průchod amfifilních peptidů do buněk. Peptidy také mohou spolupracovat s jinými peptidy a pronikat snáze membránami společně. Naše zjištění mohou být využita v návrhu nových antimikrobiálních peptidů a peptidů penetrujících buněčné membrány nebo jejich směsí.

Abstract:

In this diploma thesis, we study the facilitated translocation of amphiphilic peptides across biological membranes using computer simulations with coarse-grained models. First, we unravel the effect of α-helical transmembrane peptides or protein domains with various properties on the peptide translocation across the biological membranes. We follow up with a study of cooperative translocation of two peptides. Our results indicate that transmembrane segments with specific properties can enhance the translocation of amphiphilic peptides into the cells. Peptides can also cooperate with other peptides and translocate across the membranes together more easily. Our findings could be used in the design of new antimicrobial and cell-penetrating peptides or their mixtures.

Keywords

antimikrobiální peptidy, antimicrobial peptides, peptidy penetrující buněčné membrány, cell-penetrating peptides, buněčná membrána, cell membrane, translokace, translocation, transmembránové proteiny, transmembrane proteins, scramblasy, scramblases, molekulová dynamika, molecular dynamics, Monte Carlo, umbrella sampling, Wangova-Landauova metoda, Wang-Landau method, volná energie, free energy

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 6. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2021
• Vedoucí: doc. RNDr. Robert Vácha, PhD.
• Oponent: Hector Martinez-Seara Monne

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biomolekulární chemie