Non - covalent interactions in fundamental biological processes

Abstract

Charles University in Prague Faculty of Science Department of Physical and Macromolecular Chemistry Non-covalent interactions in fundamental biological processes Doctoral Thesis Abstract Mgr. Vojtěch Klusák Supervisor: Mgr. Lubomír Rulíšek, CSc. Institute of Organic Chemistry and Biochemistry AS CR Center for Biomolecules and Complex Molecular Systems Praha 2010 10 Úvod Klíčem k pochopení vlastností a chování biomolekul je porozumění jejich vzájemným interakcím, ať už jde o interakce mezi nimi jako celky či mezi jejich jednotlivými částmi, (např. funkčními skupinami) .Snaha o pochopení vztahu mezi strukturou a funkcí na úrovni atomů či elektronů nás často dovádí za hranice možností či rozlišení experimentálních metod. Moderní nástroje výpočetní chemie nám však často s dostatečnou mírou přesnosti a spolehlivosti umožňují popsat tyto detaily studovaných procesů a doplnit tak naše znalosti a přiřadit k měřitelným veličinám určité strukturní vlastnosti. Za normálních podmínek, za kterých se biomolekuly při buněčných procesech přeskupují a seskupují (například při sbalování proteinů, formování a přeskupování membrán, při buněčné signalizaci) nedochází ke vzniku a zániku kovalentních vazeb. Takovéto procesy jsou z velké míry řízeny nekovalentními interakcemi. Tyto interakce jsou sice poměrně slabé, jejich celkový...

Charles University in Prague Faculty of Science Department of Physical and Macromolecular Chemistry Non-covalent interactions in fundamental biological processes Doctoral Thesis Abstract Mgr. Vojtěch Klusák Supervisor: Mgr. Lubomír Rulíšek, CSc. Institute of Organic Chemistry and Biochemistry AS CR Center for Biomolecules and Complex Molecular Systems Praha 2010 2 3 Universita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Katedra fyzikální a makromolekulární chemie Nekovalentní interakce v základních biologických procesech Souhrn disertační práce Mgr. Vojtěch Klusák Školitel: Mgr. Lubomír Rulíšek, CSc. Ústav organické chemie a biochemie AV ČR Centrum biomolekul a komplexních molekulárních systémů Praha 2010 4 5 Introduction Understanding inter- and intra-molecular interactions is the key for our insight into the properties of the biomolecular systems which, in turn, maintain and govern virtually all the processes in biology. Attempts to draw the structure-function relationship at the atomistic or electronic level bring us quite often beyond experimental resolution and capabilities. Modern tools of computational chemistry enable us to focus with satisfactory degree of reliability on the details of the studied process, gather additional (often complementary) information and ascribe particular structural features to...