Supramolecular chirality of nucleic acids
Project goals
Supramolecular chirality originates in ordered chiral arrangement of individual molecules in a supramolecular association and is responsible for a strong enhancement of the circular dichroism signal. Chiroptical techniques (electronic circular dichroism (ECD), vibrational circular dichroism (VCD) and Raman optical activity (ROA)) are ideal tools for studies of such systems. However, only ECD was involved in such studies in the past. There is no reliable theoretical interpretation of the CD enhancement phenomenon. We therefore propose a combined experimental and theoretical approach to investigate supramolecular chirality of nucleic acid systems. VCD and ROA methodologies will be adapted and applied to study highly concentrated DNA samples. The experimental results will be rationalized by advanced multi-scale computations involving molecular dynamics combined with density functional theory spectra calculations. The combined approach will help to establish a spectra-structure connection, and the results can be applied in structural studies of biological objects and molecular systems.
Keywords
chiralitysupramolecular associationsnucleic acidsi-DNAliquid crystalsG-quadruplexesDNAcondensationnucleosomeionsIRVCDROAMDDFTspectroscopy
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-04902S
Alternative language
Project name in Czech
Supramolekulární chiralita nukleových kyselin
Annotation in Czech
Supramolekulární chiralita má původ v chirálním uspořádání molekul do supramolekulárních agregátů a způsobuje výrazné zesílení signálu cirkulárního dichroismu. Chiroptické metody (elektronický cirkulární dichroismus (ECD), vibrační cirkulární dichroismus (VCD) a Ramanova optická aktivita (ROA)) jsou ideální metody pro studium těchto systémů. Přesto jenom ECD technika byly v minulosti použita k tomuto účelu. Dosud neexistuje univerzální teoretický model vysvětlující pozorované zesílení CD signálu. Proto navrhujeme kombinovaný experimentální a teoretický přístup pro studium supramolekulární chirality nukleových kyselin. VCD a ROA spectroskopie budou přizpůsobeny a použity ke studiu vysoce koncentrovaných vzorků DNA. Experimentální výsledky budou interpretovány na základě moderních vícestupňových výpočetních postupů. Molekulární dynamické simulace budou kombinovány s výpočty spekter na základě teorie elektronové hustoty. Tato technologie umožní určit vztah mezi spektry a strukturou. Výsledky bude možné použít v strukturních studiích biologických molekul a objektů.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Theoretical methodologies for calculations of spectral parameters of large nucleic acid systems were developed and fine -tuned in agreement with the project proposal. Postgraduate and high school students participated. Project was very successfully presented at conferences. Four papers in impacted international scientific journals and a manuscript under revision are excellent outcomes.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2018
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 16, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jun 12, 2019
Finance
Total approved costs
2,674 thou. CZK
Public financial support
2,428 thou. CZK
Other public sources
246 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
2 674 CZK thou.
Public support
2 428 CZK thou.
90%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BO - Biophysics
Solution period
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018