Reliable calculations and predictions of NMR chemical shifts for the structural characterization of phosphorylated intrinsically disordered proteins
Project goals
The ultimate objective of the present project is to propose, develop and implement a set of approaches for the reliable calculation and prediction of nuclear magnetic resonance (NMR) chemical shifts (CSs) in phosphorylated intrinsically disordered proteins (IDPs). The proteins are e.g. involved in the molecular mechanisms of neurodegenerative deseases, such as Parkinson and Alzheimer diseases. High flexibility of the proteins become a major hurdle in structural studies by experimental techniques and computational tools thus become crucial. We will address the gap in the current state-of-the-art and compensate for the sparse experimental data by performing advanced computations combining molecular dynamics and quantum-chemical calculations to obtain 1H, 13C, 15N and 31P chemical shifts. In addition, we will design an efficient software tool for the fast prediction of NMR chemical shifts in IDPs. In this way, the project will facilitate the structural characterization of the proteins in question and contribute to the understanding of neurodegenerative processes and gene expression.
Keywords
nuclear magnetic resonancechemical shiftintrinsically disordered proteinsquantum-chemical calculationstheoretical modellingDFT
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Junior Grants
Call for proposals
Juniorské granty 5 (SGA0201900002)
Main participants
Univerzita Karlova / Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-14886Y
Alternative language
Project name in Czech
Spolehlivé výpočty a predikce NMR chemických posunů pro strukturní charakterizaci fosforylovaných vnitřně neuspořádaných proteinů
Annotation in Czech
Hlavním cílem předkládaného projektu je navrhnout, vyvinout a implementovat soubor přístupů pro spolehlivé výpočty NMR (nukleární magnetická rezonance) chemických posunů ve fosforylovaných vnitřně neuspořádaných proteinech (IDP). Tyto proteiny se např. účastní molekulárních mechanismů vzniku neurodegenerativních chorob, jako je Parkinsonova a Alzheimerova choroba. Vysoká flexibilita zmíněných proteinů je velkou překážkou ve studiích jejich struktury pomocí experimentálních technik a výpočetní nástroje proto hrají zásadní roli. V projektu se zaměříme na tuto mezeru v současném stavu vědy a vyvážíme nedostatek experimentálních dat provedením pokročilých kvantově-mechanických výpočtů 1H, 13C, 15N a 31P chemických posunů s využitím kombinace molekulové dynamiky a kvantově-chemických metod. Dále navrhneme efektivní softwarový nástroj pro rychlou předpověď NMR chemických posunů ve fosforylovaných vnitřně neuspořádaných proteinech. Navrhovaný projekt tak umožní strukturní charakterizaci těchto proteinů a přispěje k porozumění neurodegenerativních procesů a genové exprese.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
May 27, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GJ-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
5,250 thou. CZK
Public financial support
5,250 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 250 CZK thou.
Public support
5 250 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Physical chemistry
Solution period
01. 01. 2019 - 31. 12. 2022