Logowanie do System sprawozdań KDM

Badanie mechanizmu działania białek z grupy przeciwdziałających zamarzaniu płynów ustrojowych

Kierownik projektu: Joanna Grabowska

Politechnika Gdańska

Wydział Chemiczny

Gdańsk

Streszczenie projektu

Białka z grupy przeciwdziałających zamarzaniu płynów komórkowych (AFP) mają zdolność do obniżania temperatury krzepnięcia płynów ustrojowych organizmów żywych narażonych na działanie temperatur niższych niż temperatura krzepnięcia wody, tym samym chroniąc je przed zamarznięciem. Mechanizm funkcjonowania tych białek nie jest do końca poznany, a jedną z metod umożliwiających wyjaśnienie zdolność do przeciwdziałania zamarzaniu są symulacje komputerowe.

Celem prowadzonych badań jest określenie, w jaki sposób białka oddziałują z powierzchnią kryształu lodu. Z wcześniejszych badań wynika (Kuffel A., Czapiewski D., Zielkiewicz J., J. Chem. Phys. 141, 055103 (2014)), że białka AFP posiadają zdolność do modyfikacji struktury swojej wody solwatacyjnej w kierunku upodobnienia jej do struktury lodu. Jedna z zaproponowanych koncepcji dotyczących mechanizmu działania białek przeciwdziałających zamarzaniu (Kristiansen E., Zachariassen K. E., Criobiology, 51, 262 (2005)) zakłada, że woda znajdująca się między białkiem a powierzchnią lodu ulega zamarznięciu, gdy obie powierzchnie znajdą się wystarczająco blisko siebie i że jest to warunek konieczny, aby białko mogło pełnić swoje funkcje biologiczne. Proponowane badania będą polegać na symulacji komputerowej układów zbudowanych z białka AFP oraz kryształu lodu w środowisku wodnym. Charakter badanego układu (duża liczba atomów) oraz konieczność prowadzenia symulacji w dosyć długim okresie czasu (sięgającym kilkunastu nanosekund dla każdego układu) sprawia, że zapotrzebowanie na zasoby obliczeniowe będzie wysokie. Badania będą prowadzone z wykorzystaniem pakietu Amber (dynamika molekularna) oraz oprogramowania własnego.

Otrzymane rezultaty będą stanowić cześć pracy doktorskiej (mgr inż. Joanna Grabowska) o przedstawionej powyżej tematyce. Jest to dopiero pierwszy etap badań, które zakończyć się mają za cztery lata i które planuje się upowszechnić również w formie artykułu naukowego.

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93