Molekulová dynamika simuluje chování systémů na základě řešení pohybových rovnic jednotlivých atomů, přičemž vychází z párových vazebných a nevazebných interakcí mezi atomy. Díky nižší časové i finanční náročnosti oproti reálným experimentům jsou metody molekulové dynamiky stále častěji využívány ke studiu struktury a vlastností makromolekul.
Cílem práce je popsat vliv různých iontů na strukturu hyaluronanu na základě simulací v programu NAMD, navrhnout charakteristiky náhodného klubka, které by možné srovnat s experimenty, a tyto charakteristiky následně naměřit pomocí dostupných experimentálních metod.
Anotace v angličtině
Molecular dynamics is a technique for computer simulations of complex systems, based on the bonded and non-bonded interactions between all pairs of atoms. These methods are more and more often used to investigate the structure and properties of molecules, because computer modelling is faster and less expensive than real experiments.
This thesis is focused on hyaluronan-ions effects using the molecular dynamics software NAMD. Appropriate characteristics of hyaluronan random coils ought to be suggested, calculated from simulations and measured using available experimental methods.
molecular dynamics, polysacharide, radius of gyration, hydrodynamic radius
Rozsah průvodní práce
59 s. (58 528 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Molekulová dynamika simuluje chování systémů na základě řešení pohybových rovnic jednotlivých atomů, přičemž vychází z párových vazebných a nevazebných interakcí mezi atomy. Díky nižší časové i finanční náročnosti oproti reálným experimentům jsou metody molekulové dynamiky stále častěji využívány ke studiu struktury a vlastností makromolekul.
Cílem práce je popsat vliv různých iontů na strukturu hyaluronanu na základě simulací v programu NAMD, navrhnout charakteristiky náhodného klubka, které by možné srovnat s experimenty, a tyto charakteristiky následně naměřit pomocí dostupných experimentálních metod.
Anotace v angličtině
Molecular dynamics is a technique for computer simulations of complex systems, based on the bonded and non-bonded interactions between all pairs of atoms. These methods are more and more often used to investigate the structure and properties of molecules, because computer modelling is faster and less expensive than real experiments.
This thesis is focused on hyaluronan-ions effects using the molecular dynamics software NAMD. Appropriate characteristics of hyaluronan random coils ought to be suggested, calculated from simulations and measured using available experimental methods.
molecular dynamics, polysacharide, radius of gyration, hydrodynamic radius
Zásady pro vypracování
Prostudujte dostupnou literaturu a informační zdroje vztahující se k zadanému tématu.
Vypracujte literární rešerši na zadané téma.
Popište vliv iontů na sekundární strukturu hyaluronanu na základě simulací v programu NAMD a na základě experimentů.
Zásady pro vypracování
Prostudujte dostupnou literaturu a informační zdroje vztahující se k zadanému tématu.
Vypracujte literární rešerši na zadané téma.
Popište vliv iontů na sekundární strukturu hyaluronanu na základě simulací v programu NAMD a na základě experimentů.
Seznam doporučené literatury
Mendichi R., Šoltés L., Schieroni A. G., Evaluation of Radius of Gyration and Intrinsic Viscosity Molar Mass Dependence and Stiffness of Hyaluronan. Biomacromolecules 4, 1805-1810 (2003).
Gribbon P., Heng B. C., Hardingham T. E., The analysis of intermolecular interactions in concentrated hyaluronan solutions suggest no evidence for chain-chain association. Biochem. J. 350, 329-335 (2000).
Gřundělová L., Mráček A. et al., The Influence of quarternary salt on hyaluronan conformation and particle size in solution. Carbohydrate Polymers 98, 1039-1044 (2013).
Iwahara J., Esadze A., Zandarashvili L., Review: Physicochemical Properties of Ion Pairs of Biological Macromolecules. Biomolecules 5, 2435-2463 (2015).
Seznam doporučené literatury
Mendichi R., Šoltés L., Schieroni A. G., Evaluation of Radius of Gyration and Intrinsic Viscosity Molar Mass Dependence and Stiffness of Hyaluronan. Biomacromolecules 4, 1805-1810 (2003).
Gribbon P., Heng B. C., Hardingham T. E., The analysis of intermolecular interactions in concentrated hyaluronan solutions suggest no evidence for chain-chain association. Biochem. J. 350, 329-335 (2000).
Gřundělová L., Mráček A. et al., The Influence of quarternary salt on hyaluronan conformation and particle size in solution. Carbohydrate Polymers 98, 1039-1044 (2013).
Iwahara J., Esadze A., Zandarashvili L., Review: Physicochemical Properties of Ion Pairs of Biological Macromolecules. Biomolecules 5, 2435-2463 (2015).
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student potvrdil hodnocení vedoucího práce jistým, vyčerpávajícím způsobem. Prokázal hluboké znalosti teoretických zásad studované problematiky.
Otázky oponenta:
1. Jakým způsobem byly vybírány části řetězců, které neinteragují s druhým řetězcem? Jakým způsobem byla ověřována stabilita vypočtených hodnot gyračního poloměru vzhledem ke zvolené části řetězce a časovému intervalu simulace?
2. Z jakého důvody byla pro vzorek o Mr = 243 kDa zvolena jiná koncentrace polymeru a proč tato skutečnost byla následně použita jako důvod pro odmítnutí vyhodnocení dat pro tento vzorek?
3. Proč jsou některé naměřené distribuce považovány za horší než jiné?
4. Jak je definována střední hodnota a chyba pro výpočet gyračních i hydrodynamických poloměrů? Z jakého důvodu se vám chyba pro vzorek o Mr = 243 kDa jeví větší než pro jiné vzorky?
5. Ve výsledkové části je několikrát použito pojmu "stabilizace", a to buď pro samotná náhodná klubka, nebo pro celý zkoumaný systém, není však jasné, co přesně jej jím myšleno. Z textu vyplývá, že za "stabilní" je jednoduše považováno menší klubko. Objasněte prosím význam tohoto pojmu.
Otázky komise:
1. Jaká má rozměr jednotka Angström v systému SI? - doc. Pavlínek
2. Podle mého názoru velikosti klubek nemají normální, ale lognormální rozdělení - doc. Ponížil
3. Proč je v grafech usuzováno na trend z 3 bodů? - doc. Ponížil
Na otázky oponenta i komise student odpovídal velmi dobře.