Vliv elektrického pole na proteiny
Spektroskopie jako vědní disciplína se zaměřuje na studium interakce mezi světlem a hmotou. Typicky slouží jako nástroj k analýze struktury a dynamiky proteinů. Nicméně je zajímavou otázkou, zda lze elektromagnetické pole využít k indukování změn ve struktuře nebo dynamice proteinů, což by otevřelo obrovský potenciál pro aplikace v medicíně a nanotechnologii. Ve spolupráci s výzkumnou skupinou Dr. Michala Cifry z Ústavu fotoniky a elektroniky Akademie věd České republiky předpovídáme možné účinky elektrického pole na proteiny prostřednictvím počítačových simulací.
Relevantní publikace
Marracino, Paolo, et al. „Tubulin response to intense nanosecond-scale electric field in molecular dynamics simulation.“ Scientific reports 9.1 (2019): 10477.
Průša, Jiří, and Michal Cifra. „Molecular dynamics simulation of the nanosecond pulsed electric field effect on kinesin nanomotor.“ Scientific Reports 9.1 (2019): 19721.
Průša, Jiří, et al. „Electro-opening of a microtubule lattice in silico.“ Computational and Structural Biotechnology Journal 19 (2021): 1488-1496.
Spektroskopický výzkum samouspořádajících se struktur
Ve spolupráci se skupinou Prof. Petra Bouře z Ústavu Organické Chemie a Biochemie akademie věd České Republiky se zaměřujeme ve svém výzkumu na spektroskopické studium samoorganizujících se biomolekulárních struktur. Konkrétně optickou aktivitou těchto molekul projevující se rozdílnou absorpcí levo- a pravo-točivě polarizovaného světla chirálními molekulami. Tato specializovaná spektroskopie, známá jako chiroptická spektroskopie, zahrnuje použití vibračního kruhového dichroismu (VCD) pro absorpci v infračervené oblasti. V jednom z projektů je naše pozornost zaměřena na zesílený VCD signál fibril. Fibrily jsou vysoce organizované proteinové agregáty, a jsou předmětem našeho výzkumu kvůli jejich předpokládané negativní roli, kterou hrají při vzniku neurodegenerativních onemocnění, jako jsou Alzheimerova, Parkinsonova, Huntingtonova nemoc nebo prionové encefalopatie.
Relevantní publikace
Průša, Jiří, and Petr Bouř. „Transition dipole coupling modeling of optical activity enhancements in macromolecular protein systems.“ Chirality 30.1 (2018): 55-64.
Kurochka, Andrii, et al. „α-Synuclein Conformations followed by vibrational optical activity. Simulation and understanding of the spectra.“ Physical Chemistry Chemical Physics 23.31 (2021): 16635-16645.