Studium fascinující fyzikální chemie DNA pomocí pokročilých výpočetních metod
Cíle projektu
Široké spektrum nekanonických forem molekul DNA bude studováno pomocí standardních a speciálních atomistických molekulově-dynamických simulací, které budou doplněny pokročilými kvantově-chemickými výpočty, v úzké spolupráci s předními experimentálními laboratořemi. Cílem je porozumění unikátním fyzikálně-chemickým vlastnostem těchto molekul, které jsou klíčové pro jejich biologické funkce a použití v nanotechnologiích. Mnohé ze studovaných vlastností jsou nepřístupné přímé experimentální charakterizaci. Mezi studovaná témata budou patřit principy sbalování guaninových kvadruplexů, krátkých vlásenek bohatých na guanin a i-DNA. Dále bude studována vazba heminu na guaninový kvadruplex a reakční mechanismus DNA-hemin enzymu, sekvenční závislost schopnosti DNA Hollidayova spoje tvořit krystalové struktury a vybrané problémy fotochemie DNA a poškození UV zářením. Značná pozornost bude věnována metodologické stránce, včetně zlepšení popisu vodíkových vazeb v silovém poli AMBER a nalezení postupů pro charakterizaci tranzitních ansámblů ve sbalování nekanonických forem DNA.
Klíčová slova
Molecular-dynamics simulationsquantum chemistryDNAguanine quadruplexbiomolecular foldingDNA force fields
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202100005
Hlavní účastníci
Biofyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
21-23718S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
The fascinating physical chemistry of DNA studied by advanced computations
Anotace anglicky
Standard and enhanced-sampling atomistic molecular dynamics simulations complemented by advanced quantum-chemical approaches will be applied to a wide range of non-canonical DNA molecules, in a close collaboration with experimental laboratories. The goal is understanding of the unique physical-chemistry properties of these molecules, which are important for their biological roles as well as DNA-based nanotechnologies. Many of the studied properties are invisible to available experimental methods. The studied topics will include basic folding principles of guanine quadruplexes, short guanine-rich hairpins and i-DNA, sequence-dependent ability of Holliday junctions to form crystal lattices, binding and reaction mechanism of hemin-quadruplex DNA enzyme and selected problems related to DNA photochemistry and UV damage. Substantial attention will be paid to methodology, including improved description of hydrogen-bonding interactions in the AMBER simulation force field and development of approaches to characterize transitory ensembles in DNA folding.
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
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2021
Ukončení řešení
30. 6. 2024
Poslední stav řešení
—
Poslední uvolnění podpory
1. 4. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
12. 3. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
5 874 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
5 874 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
5 874 tis. Kč
Statní podpora
5 874 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Physical chemistry
Doba řešení
01. 01. 2021 - 30. 06. 2024