Doctoral Studies

Biomolecular Chemistry - Field

Topic name: Studium komplexů RNA s proteiny

Supervisor: prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc.

Oficiální zadání:
Hlavním cílem práce je studium vybraných komplexů RNA s proteiny (např. L1 stalk, L7/L12 stalk, komplex Kink-turnu s proteinem, atd.) pomocí simulací molekulové dynamiky v explicitním solventu a fylogenetické analýzy. V současné době patří RNA mezi nejintenzivněji studované biomolekuly. Funkční molekuly RNA, které formují fascinující 3D architektury, představují žhavé téma v oblasti teoretických studií biologicky významných látek. Počítačové simulace patří k základním nástrojům studia vlivu molekulových interakcí na strukturu, dynamiku a funkci RNA. Naše laboratoř se v současnosti zabývá studiem komplexů funkčních motivů RNA obsažených v ribosomu s proteiny. Simulace poskytnou unikátní náhled na strukturní dynamiku ribosomálních RNA motivů v různých stádiích biosyntézy a foldingu ribosomu. Počítačovými simulacemi lze získat nové informace například o úloze nekanonických interakcí bází nukleových kyselin, hydrataci, vazbě iontů a dalších vlastnostech, a doplnit tak informace zjištěné rentgenovou krystalografií, fylogenetickou analýzou, a dalšími metodami. Jedná se o náročnou dizertaci se značnou počáteční investicí. Jádrem projektu bude použití molekulových simulací, které mohou být kombinovány s kvantově-chemickou analýzou interakcí RNA-protein a bionformatickou analýzou evoluce studovaných systémů.


Téma je stále aktuální a v nejbližších dnech, jak budu mít více času, provedu jeho aktualizaci.


The main scope of doctoral thesis is the study of selected RNA-protein complexes (L1 stalk, L7/L12 stalk, Kink-turn protein complexes, etc.) using molecular dynamics simulations in explicit solvent and phylogenetic analysis. Nowadays, RNA is one of the most intensively studied biomolecules. Functional molecules of RNA, which form the amazing 3D architectures are the hot topic of current theoretical studies in the field of biologically important macromolecules. Computational approaches represent basic tools how to study influence of molecular interactions on structure, dynamics and function of RNA. Our laboratory mainly focused on protein-RNA complexes of functional RNA motifs localized in ribosome. We hope that simulations will provide unique insight into structural dynamics of ribosomal RNA motifs directly involved in structural flexibility observed during different stages of biosynthesis and protein assisted RNA folding. Computational methods are able to get novel information about the role of non-canonical interactions between individual nucleobases, hydration, cation-binding sites, energies, effects of mutations, etc., and to complement data from x-ray crystallography, phylogenetic analysis and other experimental techniques. The core of the project will involve molecular dynamics studies which may be complemented by quantum-chemical studies of the interactions at the protein-RNA interface and bioinformatics analysis of the evolutionary patterns in the studied complexes.
Poznámka:
Seznam základní literatury:
J. Šponer, A.Mokdad, J. E. Šponer, N. Špačková, J. Leszczynski and N.B. Leontis: Unique tertiary and neighbor interactions determine conservation patterns of cis Watson-Crick A/G base pairs. J. Mol. Biol. 330, 2003, 967-978.
K. Réblová, N. Špačková, J. E. Šponer, J. Koča, J. Šponer: Molecular dynamics simulations of RNA kissing loop motifs reveal structural dynamics and formation of cation-binding pockets. Nucl. Acid Res. 31, 2003, 6942-6952.
K. Réblová, N. Špačková, J. Koča, N. B. Leontis, J. Šponer: Long-residency hydration, cation binding and dynamics of Loop E/Helix IV rRNA - L25 protein komplex. Biophys. J. 87, 2004, 3397-3412.
F. Rázga, J. Koča, J. Šponer, N. B. Leontis Hinge-Like Motions in RNA Kink-Turns: The role of the second A-minor motif and unpaired bases. Biophys. J. 88, 2005, 3466.
M.V. Krasovska, J. Sefcikova, N. Špačková, J. Šponer and N.G. Walter Structural Dynamics of Precursor and Product of the RNA Enzyme from the Hepatitis Delta Virus as Revealed by Molecular Dynamics Simulations. J. Mol. Biol. 351, 2005, 731-748.
J. Šponer, F. Lankaš, Eds., Computational studies of RNA and DNA. Dordrecht: Springer, 2006


Kontakt: Kontakt: Prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc., Biofyzikální ústav AV ČR, Královopolská 135, 612 65 Brno, tel.: 541517133; fax: 420 5412 12179; e-mail: sponer@ncbr.chemi.muni.cz, http://www.ibp.cz/cs/oddeleni/struktura-a-dynamika-nukleovych-kyselin/informace-o-oddeleni


login
© 2011 Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. tel: +420 549 49 1111, e-mail:
Všechna práva vyhrazena.
Webmaster: Alan Kuběna,
Grafický design: © 2011 Mgr. Pavel Brabec,
Obsahová struktura: © 2011 Mgr. Zuzana Kobíková
Počet přístupů: 779599 od 2.8.2011