Příspěvek elektrostatických interakcí ke stabilitě komplexů proteinů s DNA

Bc. Anna JELINKOVÁ

Diplomová práce

Contribution of electrostatic interactions to the stability of protein-DNA complexes

Abstract:

Ačkoliv silová pole (empirické potenciály) poskytují vysokostandardní simulace, parametry popisující elektrostatické interakce mezi nabitými rezidui, jako fosfáty a kationty, jsou nadhodnocené. Tato práce byla zaměřena na studium elektrostatických interakcí v rámci komplexů proteinů s DNA pomocí simulací molekulové dynamiky, prováděné v silovém poli OL21 na setu vybraných komplexů. Byly zkou-mány efekty modifikace CUFIX a fosfátové modi-fikace, přičemž použití CUFIX-u mělo podle očekávání za následek zeslabení elektrosta-tických interakcí. Nicméně, fosfátová modifikace ze skupiny profesora Case se neukázala jako vhodná alternativa k CUFIX-u, jelikož její efekty byly zanedbatelné nebo dokonce opačného charakteru. Systematická alternativa nezávislá na modelu rozpouštědla je tudíž stále potřebná.

Abstract:

While various force fields (empirical potentials) provide high-standard simulations, the parameters describing electrostatic interactions between charged residues, such as phosphates and cations, are known to be overestimated. This thesis was focused on studying electrostatic interactions within protein-DNA complexes by performing molecular dynamics simulation in OL21 force field on set of such complexes. The effects of CUFIX and phosphate modifications were analysed and compared, whereas CUFIX weakened the electrostatic interactions as expected. However, this thesis has shown that the phosphate modification by Case group is not a viable alternative to CUFIX, as its effects were negligible or even of the opposite nature. Therefore, an alternative that would be a systematical modification of force field parameters, independent of solvent model, is required.

Keywords

molekulová dynamika, molekulová mechanika, silové pole, empirický potenciál, protein, DNA, solný můstek, interakce, OL21, AMBER, CUFIX, fosfátová modifikace

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. RNDr. Petr Jurečka, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Molekulární biofyzika