Theoretical and spectroscopic studies of nucleic acid self-assemblies
Project goals
Nucleic acid self-assemblies attract attention because of their intrigue nature, and potential medicinal and industrial applications. In this project extended experimental and theoretical procedures allowing classifying various types of nucleic acid self-assemblies are proposed. Multiple-stranded nucleic acid formations will include four-stranded i-DNA and G-quadruplexes. The results will enable further investigations of the DNA compacting occurring during the packing in cell nuclei. Primarily, the optical spectroscopic techniques of electronic circular dichroism (ECD), infrared absorption (IR), vibrational circular dichroism (VCD), Raman scattering, and Raman optical activity (ROA) will be used. The measurements will be supported by molecular dynamics simulations combined with ab initio computations of nucleic acid properties. Standard coupled oscillator theory will be extended and combined with the ab initio procedures. Such a multi-scale approach will result in a faithful simulating of the optical spectra including the dynamics and environmental (solvent/ionic) effects that can be validated by the spectroscopic experiments.
Keywords
nucleicacidscondensationaggregatesmoleculardynamicsabinitiospectroscopy
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 13 (SGA02010GA-ST)
Main participants
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P208-10-0559
Alternative language
Project name in Czech
Teoretické a spektroskopické studie agregátů nukleových kyselin
Annotation in Czech
Agregáty nukleových kyselin jsou zajímavé nejen pro jejich unikátní strukturu, ale zejména pro jejich potenciální aplikace v průmyslu a medicíně. V projektu navrhujeme rozšíření experimentálních a teoretických metod, které dovolí klasifikovat různé typy agregátů. Zkoumané struktury DNA složené z více látek zahrnují čtyř-vláknovou informační DNA a G-kvadruplexy. Výsledky poslouží k dalšímu studiu a porozumění kompaktačnímu procesu, který nastává při ukládání genetické informace v buněčných jádrech. Mezi užité spektroskopické techniky bude patřit zejména elektronický cirkulární dichroismus (ECD), infračervená spektroskopie (IČ), vibrační cirkulární dichroismus (VCD), Ramanův rozptyl, a Ramanova optická aktivita (ROA). Měření budou interpretována za pomocí molekulově dynamických simulací vlastností nukleových kyselin. Standardní teorie spřažených oscilátorů bude zobecněna a kombinována s kvantovými výpočty. Multi-úrovňové modelování tak poskytne věrnější simulace spekter. Dynamika, struktura a vliv prostředí (rozpouštědlo, ionty) budou moci být ověřeny za pomoci spektroskopických dat.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Project devoted to the study of the structure, stability and dynamics of biomolecules and their complexes using a combination of experimental spectroscopic and theoretical approaches was completed according to the proposed plan. It provided numerous interesting results published in 7 papers in peer-reviewed impacted journals and one book chapter.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2010
Realization period - end
Dec 31, 2012
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2012
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP13-GA0-GA-U/04:1
Data delivery date
May 5, 2020
Finance
Total approved costs
2,437 thou. CZK
Public financial support
2,437 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
2 437 CZK thou.
Public support
2 437 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution period
01. 01. 2010 - 31. 12. 2012