Počítačové modelování iontových TRP kanálů

Abstract

The thesis focuses on computer modeling of tetrameric TRPC ion channels. The theoretical part summarizes the basic knowledge of ion channel biology, with emphasis on the TRP superfamily, principles of computer modeling, and molecular dynamics (MD) simulation algorithms. Six TRPC channel systems in closed and open states (generated using AlphaFold and the MDFF method) were embedded in a phospholipid membrane surrounded by a water shell and ions. MD simulations were performed for these systems using the GROMACS software package. In the case of TRPC5, we analyzed ion permeation upon binding of the agonist Englerin A and under applied external voltage. The calculations were carried out using the MetaCentrum supercomputing infrastructure.

Práce se zabývá počítačovým modelováním tetramerních TRPC iontových kanálů. V teoretické části jsou zrekapitulovány základní poznatky o biologi iontových kanálů s důrazem na superrodinu TRP, principech počítačového modelování a algoritmech molekulárně- dynamických (MD) simulací. Bylo vygenerováno šest systémů TRPC kanálů v zavřeném a otevřeném stavu (prostřednictvím AlphaFoldu a metody MDFF), které byly zasazeny do fosfolipidové membrány obklopené vodní obálkou a ionty. Pro tyto systémy byly provedeny MD simulace pomocí softwarového balíku GROMACS. U TRPC5 jsme analyzovali průchod iontů při vazbě agonisty Englerinu A a za působení vnějšího napětí. Výpočty proběhly v superpočítačovém MetaCentru.