Objevování základních principů struktury proteinů a protein-ligandových komplexů pokročilými metodami kvantové chemie
Cíle projektu
Mapování konformačního prostoru biomolekul a jejich jednotlivých součástí představuje jeden z nevyřešených problémů současné teoretické chemie. Za tímto účelem chceme vyvinout sadu výpočetních nástrojů sloužících k provádění a zpracování rozsáhlých sad kvantově-chemických výpočtů, společně s extrahováním komplementárních informací ze strukturních databází. Pomocí těchto nástrojů pak chceme zodpovědět některé ze základních otázek týkajících se struktury proteinů a jejich interakcí s ligandy, případně je využít pro design nových proteinů. Konkrétně budeme studovat tzv. frustraci peptidových fragmentů v kontextu proteinu a pro různé části proteinového řetězce ji porovnáme s konzervací aminokyselinových zbytků v daném regionu, což může objasnit některé z fyzikálně-chemických principů evoluce proteinů. Výsledky budou rovněž použity pro de novo design proteinových a peptidových sekvencí s požadovanou strukturou; s nadějí, že tyto sekvence si mohou udržet některou z funkcí "mateřského" enzymu, například zachovat katalytickou aktivitu.
Klíčová slova
protein structurefoldingab initioprotein-ligand interactionsconformational strainquantum chemical calculationsstructural principles
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202000001
Hlavní účastníci
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
20-08772S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Fundamental Principles of Protein Folding and Protein-Ligand Interactions Revealed by High-Level Quantum Chemical Calculations
Anotace anglicky
Exploration of conformational space of individual biomolecular constituents represents an unmet computational challenge in contemporary theoretical chemistry. We propose to develop a set of computational tools for carrying out and processing large-scale quantum chemical calculations together with extracting and manipulating information from structural database. We will apply them to answer fundamental questions in protein structure, design, and protein-ligand interactions. Specifically, we will map and study the so-called protein frustration (strain) of the peptide fragments within the context of the protein. We will compare computed values for individual peptide segments in various parts of the protein chain with conservation of the amino acid residues which may shed light on the physico-chemical principles of protein evolution. Our results will be also used in devising tools to build (de novo) protein and peptide sequences with desired structure. These may ultimately mimic enzymes and catalytic activity can be acquired employing smaller peptide/protein scaffolds.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Cílů projektu bylo dosaženo a zveřejněné výsledky řešení významně přispějí k rozvoji oboru. Výstupem grantu je 11 kvalitních publikací. Projekt také umožnil rozvoj odborných kompetencí juniorních pracovníků. Nakládání s finančními prostředky bylo bez závad a projektu je možno udělit absolutorium.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2020
Ukončení řešení
31. 12. 2022
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
12. 4. 2022
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP23-GA0-GA-U
Datum dodání záznamu
26. 6. 2023
Finance
Celkové uznané náklady
8 433 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
6 555 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
1 743 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
8 433 tis. Kč
Statní podpora
6 555 tis. Kč
77%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Physical chemistry
Doba řešení
01. 01. 2020 - 31. 12. 2022