Razširili smo večmolekulsko preslikavo grobozrnjenja na grobozrnate modele vode z eksplicitnimi električnimi naboji. Podrobneje smo testirali dva modela, t.j., polarizabilni model vode MARTINI in model vode BMW, ki ju vsebuje polje sil MARTINI. Ker pripadojoči grobozrnati reprezentaciji sestojita iz več interakcijskih mest, sklopimo orientacijske prostostne stopnje atomistične in grobozrnate reprezentacije preko harmonskega potenciala. Ta dodatni energijski prispevek usmeri dipolna momenta obeh reprezentacij v isto smer. Rezultate te sklopitve študiramo z računanjem lastnosti sistema pod statičnim zunanjim električnim poljem. Pokažemo, da naš pristop vodi do pravilne reprodukcije relevantnih strukturnih in dinamičnih lastnosti sistema.
COBISS.SI-ID: 5712666
Bakterijska DNA giraza je dobro znana in validirana tarča za načrtovanje protibakterijskih učinkovin, vendar do sedaj še noben zaviralec vezavnega mesta za ATP na DNA girazi B (GyrB) ni dosegel klinične uporabe. V tej študiji smo načrtovali tri različne razrede N-fenil-4,5-dibromopirolamidov and N-fenilindolamidov kot potencialnih zaviralcev DNA giraze B. Vrednosti IC50 teh spojin na DNA girazi iz E. coli so bile v nizko mikromolarnem območju, pri čemer je imela najboljša spojina (4-(4,5-dibromo-1H-pirol-2- karboksamido)benzoil)glicin (18a) vrednost IC50 450 nM. Za to spojino smo pripravili kristalno strukturo visoke ločljivosti za kompleks z DNA girazo B iz E. coli, kar je pokazalo na podrobnosti vezave v aktivnem mestu. Vezavne konstante treh spojin z GyrB smo dodatno ovrednotili s površinsko plazmonsko rezonanco, in rezultati so se ujemali z izmerjenimi encimskimi aktivnostmi. Za najbolj obetavne spojine smo določili zaviralne aktivnosti na DNA girazo iz S. aureus in topoizomerazo IV iz E. coli in S. aureus. Protibakterijske aktivnosti najbolj učinkovitih spojin smo določili tudi na dveh Gram pozitivnih in Gram negativnih bakterijskih sevih. Rezultati te študije nudijo koristne informacije o vezavi in razmerju med strukturo in aktivnostjo N-fenil-4,5-dibromopirolamidov and Nfenilindolamidov kot obetavnih razredov spojin ATP kompetitivnih zaviralcev DNA giraze.
COBISS.SI-ID: 3888753
Povečana izraznost imunoproteasoma je povezana z autoimunimi boleznimi, vnetnimi obolenji in nekaterimi vrstami raka. Poznavanje zaviralcev imunoproteasoma pa je zelo omejeno. Poznamo zgolj tiste, katerih osnova so peptidne spojine. V raziskavah smo opisali nepeptidne reverzibilne inhibitorje, ki selektivno zaustavijo delovanje himotripsinu podobnih (ß5i) podenot človeškega imunoproteasoma pri nizkih mikromolarnih koncentracijah. Najmočnejše izmed obratno delujočih spojin smo pretvorili v kovalentne nereverzibilne, nepetidne zaviralce, ki so ohranili selektivnost podenote ß5i. Ti zaviralci diskriminirajo med imunoproteasomi in konstituitivnimi proteosomi v celično baziranih testiranjih. Poleg njihove odsotnosti citotoksičnosti ti podatki kažejo da so te nepetidne spojine primerne za nadaljnje raziskave kot ß5i-selektivne sonde, ki so potencialno uporabne pri nerakavih obolenjih povezanih z imunoproteasomom.
COBISS.SI-ID: 4050545
Predstavimo večskalno simulacijo molekule DNA v enomolarni raztopini soli s pomočjo metode prilagodljive ločljivosti, kjer voda in ioni spreminjajo svojo krajevno ločjivost glede na njihovo lego v sistemu. Pokažemo, da naš pristop reproducira lastnosti sistema izračunanih s standardno atomistično metodo. Pri tem posvetimo posebno pozornost kolektivnim lastnostim sistema, kot je dielektrična konstanta.
COBISS.SI-ID: 5756698
Predlagamo nov protokol za molekulsko dinamiko za identifikacijo vezavnega mesta liganda. Metoda uporablja štiridimenzionalno (4D) reprezentacijo liganda, kar omogoča hitro in učinkovito vzorčenje v receptorju. Metodo smo uporabili na dveh različnih modelnih receptorjih, ki ju karakterizirata različni strukturni elementi vezavnega mesta in različne vezavne afinitete ligandov. Domena Abl kinaze je sestavljena iz globokega vezavnega žepa in ima visoko afiniteto do dveh izbranih ligandov. PDZ1 domena proteina PSD95 pa ima plitvo vezavno mesto, kamor se veže peptidni ligand z veliko manj interakcijami in mikromolarno afiniteto. Da bi zagotovili povsem korektno iskanje, smo postavili ligande v središče proteinskih receptorjev, stran od vezavnega mesta, in začeli s protokolom 4D MD. V obeh primerih so se ligandi uspešno sidrali v vezavno mesto, ki ga določajo objavljene strukture. Protokol 4D MD lahko prestopi lokalne energijske bariere in najde vezavni žep z najnižjo energijo, in bo lahko v pomoč pri odkrivanju vezavnih žepov za ligande brez vnaprejšnjega poznavanja vezavnega mesta.
COBISS.SI-ID: 5381658