Počítačové modelování biomolekul - potenciálních chemoterapeutik

Abstract

Classical molecular dynamics simulations were applied on complexes of RNA-dependent RNA-polymerase, Ribonuclease H, Argonaute and Ribonuclease L with chemically modified nucleic acids, which are studied as potential chemotherapeutic agents. Powerful graphics processing units, through which these molecular dynamics simulations were performed, enabled to acquire trajectory length from hundreds of nanoseconds to one microsecond. Molecular dynamics simulations allowed capture differences in binding of various modified nucleic acids to the above mentioned enzymes. These identified differences fitted well with experimental results. It opens the door for rational design of the structure of potential chemotherapeutic agents based on chemically modified nucleic acids.

Hlavní metodou uplatněnou v této práci byly klasické molekulárně-dynamické simulace. Simulovanými systémy byly komplexy RNA-dependentní-RNA polymerázy, Ribonukleázy H, Argonautu a Ribonukleázy L s chemicky modifikovanými nukleovými kyselinami. Motivací bylo využití těchto chemicky modifikovaných nukleových kyselin jako potenciálních chemoterapeutik. Výkonné grafické karty, prostřednictvím nichž byly molekulárně-dynamické simulace provedeny, umožnily získat trajektorie o délce stovek nanosekund až jedné mikrosekundy, což umožnilo postihnout rozdíly ve vazbě různě modifikovaných nukleových kyselin k výše uvedeným enzymům. Zjištěné rozdíly přitom odpovídaly experimentálním výsledkům, což otevírá prostor pro racionální návrh struktury potenciálních chemoterapeutik na bázi chemicky modifikovaných nukleových kyselin.