Vítejte ve skupině molekulárního modelování a simulace! Jsme nově vzniklá skupina na Ústavu matematiky Fakulty chemicko-inženýrské Vysoké školy chemicko-technologické v Praze.
Zaměřujeme se na molekulární modelování a simulace různých systémů, od chemicky nejjednodušších systémů, jako jsou voda a vodné roztoky, až po důležité chemické procesy v biologických systémech, zahrnující membrány a membránové proteiny.
Využíváme různé výpočetní metody, včetně klasického matematického modelování, kvantově chemických výpočtů až po simulace molekulární dynamiky. Výsledky simulací jsou vždy doplňovány vhodnými spektroskopickými technikami, jako je FT-IR, Ramanova, NMR a UV, které vznikají ve spolupráci s mnoha experimentálními skupinami v ČR a ve světě.
Studenti bakalářského a magisterského studia jsou vždy vítáni!
Pár ukázek toho, co a jak děláme:
Samovolná asociace vysoce nabitého peptidu penetrujícího do buněk bohatého na arginin
Kladně nabité částice se podle Coulombova zákona vzájemně odpuzují. Nicméně v rozpouštědlech s vysokou dielektrickou konstantou (jako je voda) a v některých speciálních situacích je možné, že odpuzování se neintuitivně přemění na přitažlivost mezi podobně nabitými částicemi. Pomocí simulací molekulární dynamiky a komplementárních experimentů SAXS a NMR jsme ukázali, že dva kladně nabité deka-argininové řetízky (R10) se k sobě ve vodě přitahují.
G. Tesei, M. Vazdar, M. Ringkjøbing Jensen, C. Cragnell, P. E. Mason, J. Heyda, M. Skepö, P. Jungwirth, M. Lund, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114 (2017), 11428-11433
Argininová „magie“: od párování guanidinových kationů ve vodných roztocích solí k pronikání nabitých peptidů do buněk
Guanidiniový (Gdm+) kationt je klíčovou částí aminokyseliny argininu. Díky svým strukturním a elektronickým vlastnostem vytvářejí dvojice Gdm+ kationtů páry , což má důležité bio-fyzikální důsledky: od tvorby malých shluků Gdm+ kotiontů v roztocích až po průchod peptidů bohatých na arginin skrz buněčnou membránu.
M. Vazdar, J. Heyda, P. E. Mason, G. Tesei, C. Allolio, M. Lund, P. Jungwirth, Accounts of chemical research, 51 (2018), 1455-1464
Mechanismus buněčné penetrace permeabilizací pozdních endozomů: souhra mezi multivalentním TAT peptidem a bis(monoacylglycero)fosfátem
Peptidy bohaté na arginin se často používají pro farmaceutické účely, neboť úspěšně pronikají buněčnými membránami. Ve spolupráci s buněčnými biology a pomocí molekulárně dynamických simulací jsme navrhli mechanismus, jak buněčně penetrující peptidy prostupují přes endozomy a následně se dostávají do nitra bunky.
D. J. Brock, H. Kondow-McConaghy, J. Allen, Z. Brkljača, L. Kustigian, M. Jiang, J. Zhang, H. Rye, M. Vazdar, Jean-Philippe Pellois, Cell Chemical Biology, 27 (2020), 1296-1307
Kontaktní osoby:
Y Dr. Mario Vazdar
b Mario.Vazdar@vscht.cz
e 22044 3160
Y Dr. Jaroslav Schmidt
b Jaroslav.Schmidt@vscht.cz
Y Dr. Eliška Rezlerová
b Eliska.Rezlerova@vscht.cz
Spolupracovníci:
- Dr. Jan Heyda, VSCHT, Prague
- Prof. Pavel Jungwirth, IOCB, Prague
- Prof. Lukasz Cwiklik, Heyrovsky institute, Prague
- Prof. Elena Pohl, University of Veterinary medicine, Vienna
- Prof. Mikael Lund, Lund University, Sweden
- Dr. Danijela Bakaric, Rudjer Boskovic Institute, Zagreb
- Prof. Paul S. Cremer, Penn State University, USA
- Prof. Jean-Phillipe Pellois, Texas A&M University, USA
Vybrané publikace:
- D. J. Brock, H. Kondow-McConaghy, J. Allen, Z. Brkljača, L. Kustigian, M. Jiang, J. Zhang, H. Rye, M. Vazdar, Jean-Philippe Pellois, Cell Chemical Biology, 27 (2020), 1296-1307 (journal impact factor = 7.739)
- O. Jovanović, S. Škulj, E.E. Pohl, M. Vazdar, Free Radical Biology and Medicine, 143 (2019), 433-440 (journal impact factor = 5.657)
- M. Vazdar, J. Heyda, P. E. Mason, G. Tesei, C. Allolio, M. Lund, P. Jungwirth, Accounts of chemical research, 51 (2018), 1455-1464 (journal impact factor = 20.955)
- G. Tesei, M. Vazdar, M. Ringkjøbing Jensen, C. Cragnell, P. E. Mason, J. Heyda, M. Skepö, P. Jungwirth, M. Lund, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114 (2017), 11428-11433 (journal impact factor = 9.504)
- L. Artiglia, J. Edebeli, F. Orlando, S. Chen, M.-T. Lee, P. Corral-Arroyo, A. Gilgen, T. Bartels-Rausch, A. Kleibert, M. Vazdar, M. Carignano, J. S. Francisco, P. B. Shepson, I. Gladich, M. Ammann, Nature Communications, 8 (2017), 700-1 (journal impact factor = 12.353)