Systematic mapping of the conformational space of short peptides through molecular dynamics simulation - a way to understanding of protein structure formation.
Project goals
The aim of the project lies in systematic computational study (molecular dynamics) and consequent structural analysis of short peptides X-Y, X-Y-X and X-X-Y-X-X where X and Y means one of 20 L-amino acids composing proteins. The calculations will be based on the knowledge of the accurate ab initio potential energy surface in phi/psi torsional coordinates of an amino acid in sequence context. This should serve as the reference for two dimensional fit of the potential energy surface obtained by an empirical potential method. The parameters of the fit will be integrated into torsional term in the empirical force field functional form and free energy surfaces of peptides in water by means of molecular dynamics will be calculated. The results should serve as a reference for comparison with analysis made on corresponding peptides extracted from protein data bank. Statistical occurrences and minima position will be compared and analyzed.
Keywords
molecular dynamicsab initio methodsPotential energy surface (PES)conformation spaceempirical potentialspeptidesproteinsstructural databasepeptide design
Public support
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
Programme
KONTAKT II
Call for proposals
KONTAKT II 1 (SMSM2011LH1)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
MSMT-6784/2013-311
Alternative language
Project name in Czech
Systematické mapování konformačního prostoru krátkých peptidů pomocí výpočetních metod - cesta k porozumění struktury proteinů a jejich sbalování.
Annotation in Czech
Cílem projektu je aplikace přesných výpočtů pomocí pokročilých metod kvantové chemie do empirických potenciálů používaných k popisu dynamického chování biomolekul, v našem případě peptidů a proteinů. Původnost a unikátnost projektu je v tom, že s přesnýmpopisem plochy potenciální energie aminokyseliny v jejím strukturním kontextu se mění následně i dynamické chování molekuly a to směrem k podstatně lepší shodě s experimentálními výsledky získanými metodami NMR nebo infračervenou spektroskopií. To má zásadní význam pro studium jak proteinů majících strukturu tak především pro studium peptidů a proteinů existujících jako nestrukturované. Jedním z výstupů je molekulární design peptidů pro supramolekulární kompozice. 1. rok proběhnou výpočty na vybrané sadě peptidů a korekce pro empirický potenciál se aplikuje do potenciálu. 2. rok se tato korekce otestuje na sérii peptidů a porovná s klasickými potenciály a experimentem. Fáze výpočtů se 3.rok bude překrývat s intenzivními MD simulacemi a designem.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
CEP - secondary branch
BO - Biophysics
CEP - another secondary branch
CE - Biochemistry
10403 - Physical chemistry
10608 - Biochemistry and molecular biology
10609 - Biochemical research methods
10610 - Biophysics
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
Selected proteinogenic amino acids were studied by means of computational chemistry methods, empirical potentials and metadynamics at long simulation time scales and their conformational preferences were analyzed in peptidic context. Similar tests will be set for the corrected empirical potentials with aim to obtain simile agreement with experimental values.
Solution timeline
Realization period - beginning
Mar 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2014
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 3, 2014
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP15-MSM-LH-U/01:1
Data delivery date
Jul 2, 2015
Finance
Total approved costs
1,660 thou. CZK
Public financial support
1,660 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
1 660 CZK thou.
Public support
1 660 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Education, Youth and Sports
CEP
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
Solution period
01. 03. 2011 - 31. 12. 2014