Význam transportu ligandů pro funkci enzymů
Vedení
- Mgr. David Bednář, Ph.D. (vedoucí)
- Prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr. (konzultant)
Abstrakt
Enzymy jsou účinné a specifické katalyzátory používané při biosyntéze, biodegradacích nebo v biomedicíně. Pro jejich aplikaci je často nutné enzymy upravit, přičemž značně pomáhá detailní porozumění jejich molekulárnímu mechanismu. Do nedávné doby se při studiu mechanismu soustředil zájem pouze na aktivní místo enzymu, ve kterém dochází k chemické přeměně substrátu na produkt. Nejnovější poznatky ukazují, že v mnoha enzymech je zapotřebí věnovat pozornost také molekulárním tunelům, které umožňují přístup substrátu do aktivního místa a po reakci odchod produktů do okolního prostředí. V rámci této práce budou studovány transportní tunely v enzymech molekulovou dynamikou. Teoretická pozorování budou v rámci spolupráce experimentálně potvrzeny s použitím moderních biochemických metod. Nové poznatky povedou k rozšíření povědomí o významu tunelů ve vědecké komunitě, umožní racionální design mutantních enzymů a přispějí k dalšímu rozvoji programu CAVER. Student bude zaškolen do principů a metod počítačového modelování a následně bude aplikovat tyto metody při vlastní výzkumné práci. Časově náročné výpočty budou prováděny v Superpočítačovém centru. Projekt je řešen ve spolupráci s Rutgers University v USA.
Reference
- Chovancova, E., Pavelka, A., Benes, P., et al., 2012: CAVER 3.0: A Tool for Analysis of Transport Pathways in Dynamic Protein Structures. PLOS Computational Biology 8: e1002708
- Liskova, V., Bednar, D., Holubeva, T., et al., 2015: Balancing the Stability-Activity Trade-off by Fine-Tuning Dehalogenase Access Tunnels. ChemCatChem 7: 648-659
- Klvana, M., Pavlova, M., Koudelakova, T., et al., 2009: Pathways and Mechanisms for Product Release in the Engineered Haloalkane Dehalogenases Explored using Classical and Random Acceleration Molecular Dynamics Simulations. Journal of Molecular Biology 392: 1339-1356
Financování
Projekt je podporován grantem Ministerstva školství České republiky a Česko-Americké spolupráce AMVIS.