Projekti / Programi
Simulacije in strukturna analiza vode ob površini proteinov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.07.00 |
Naravoslovje |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B120 |
Biomedicinske vede |
Molekularna biofizika |
| P170 |
Naravoslovno-matematične vede |
Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola |
molekulska dinamika, paralelne računalniške simulacije, emirični medatomski potenciali, hidratacija proteinov, površina proteinov, intenziteta sipanja pod majhnimi koti, numerična analiza, modeli eksplicitne vode, parske porazdelitvene funkcije, spremembe gostote vode, dipol-dipol interakcija
Raziskovalci (2)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
17255 |
Tatjana Karba |
|
Tehnični sodelavec |
2003 - 2005 |
0 |
| 2. |
13627 |
dr. Franci Merzel |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
Vodja |
2003 - 2005 |
208 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0104 |
Kemijski inštitut |
Ljubljana |
5051592000 |
20.932 |
Povzetek
Namen predlaganega projekta je razvoj in uporaba algoritmov za analizo strukture vode neposredno ob površini proteinov. Karakterizacija fizikalnih lastnosti vode, ki sodeluje pri hidrataciji proteinov je bistvena za razumevanje strukture in delovanja proteinov. Z namenom, da bi nadalje razložili experimentalne rezultate sipanja žarkov X in nevtronov, ki kažejo, da je gostota vode na površini nekaterih proteinov raztopjenih v vodi precej višja kot gostota tekoče vode. Z rezultati preteklega dela smo že pokazali, da se sipalne intenzitete, ki jih izpeljemo iz simulacije za lizocim, odlično ujemajo z eksperimentalnimi podatki. S simulacijo izračunamo, da je voda v 0.3nm debeli hidratacijski plasti okrog proteina za 15% gostejšo od nemotene vode, daleč proč od proteina. Izkaže se, da dve tretjini tega povišanja odpadeta na geometrijski prispevek (zaradi korelacije s površino proteina), ki bil navzoč tudi v primeru, ko bi voda ne bila perturbirana s proteinom. Preostala tretjina prispevka k povišanju gostote pa izhaja iz spremembe strukture in dinamike vode, ki je povezana s skrčitvijo O..O razdalje med sosednjima molekulama vode in povečanjem koordinacijskega števila vode. Pokazali smo, da so spremembe gostote vode v prvi hidratacijski plasti določene z elektrostatskimi lastnostmi površine proteina in njenimi topografskimi značilnostmi. Mehanizme omenjenih pojavov bomo razložili s pomočjo enostavnih teoretičnih modelov, ki bodo omogočili ločeno obravnavo vsakega posameznega strukturnega faktorja posebej. Korelacija med pojavom gostejše vode in bolj-paralelno ureditvijo vodnih dipolov nakazuje na pomen dipolne interakcije za strukturo hidratacijske vode. Zato bomo podrobno študirali medsebojni vpliv med dipol-dipol interakcijo sosednjih vod ter električnim poljem, ki ga ustvarjajo atomi proteina. Študirali bomo tudi odvisnost sprememb gostote vode od uporabljenih empiričnih polj za eksplicitni model vode.
