Badania dalekozasięgowych korelacji w białkach przy użyciu gruboziarnistego modelu UNRES
Identyfikator grantu: PT01225
Kierownik projektu: Adam Liwo
Realizatorzy:
- Sumeyye Atmaca
- Mateusz Leśniewski
- Karolina Zięba
- Truong Co Nguyen
- Krzysztof Bojarski
- Maciej Pyrka
- Łukasz Golon
- Gia Maisuradze
- Emilia Lubecka
- Joanna Makowska
- Stanisław Ołdziej
- Iga Biskupek
- Lizaveta Petrusevich
- Leonid Shirkov
Uniwersytet Gdański
Wydział Chemii
Gdańsk
Data otwarcia: 2025-02-06
Planowana data zakończenia grantu: 2027-02-06
Streszczenie projektu
Od wielu lat rozwijamy w naszej grupie badawczej oparty na fizyce oddziaływań gruboziarnisty model UNRES białek, który mimo drastycznej redukcji reprezentacji łańcucha polipeptydowego do dwóch centrów oddziaływań: scalonych grup peptydowych oraz scalonych łańcuchów bocznych dobrze się sprawdza w modelowaniu struktur, dynamiki i termodynamiki białek i peptydów oraz ich oddziaływań [1]. Ostatnio udowodniliśmy, że niebezpośrednie średniopolowe oddziaływania dalekozasięgowe mają wpływ na formowanie i stabilizację regularnych struktur białek [2] a prawdopodobnie są też kluczowe w powstawaniu oddziaływań allosterycznych oraz działaniu rotujących motorów molekularnych [3]. Celem obecnego projektu obliczeniowego, dla którego projektem macierzystym jest grant OPUS, który otrzymaliśmy z NCN (nr umowy UMO-2023/51/B/ST4/01218, kierownik: A Liwo) jest implementacja dalekozasięgowych potencjałów korelacyjnych do pola siłowego UNRES oraz zbadanie jak wpływają one na tworzenie i stabilność struktur, drugorzędowej i naddrugorzędowej i trzeciorzędowej oraz na dynamikę białek, w szczególności allosterię i działanie rotujących motorów molekularnych. Wyniki będą miały duże znaczenie dla zrozumienia formowania skomplikowanych motywów strukturalnych, które obecnie mogą być co prawda modelowane przy użyciu metod opartych na sztucznej inteligencji ale bez zrozumienia mechanizmów ich tworzenia, jak również dla zrozumienia skomplikowanej dynamiki białek skutkującej powstawaniem ruchów ważnych funkcjonalnie (takich jak np. w motorach molekularnych).
[1] A.K. Sieradzan, C. Czaplewski, P. Krupa, M.A. Mozolewska, A.S. Karczyńska, A.G. Lipska, E.A. Lubecka, E. Gołaś, T. Wirecki, M. Makowski, S. Ołdziej, A. Liwo, Methods in Molecular Biology, 2375, pp. 399-416 (Clifton, N.J., 2022), ISSN 1064-3745, DOI:10.1007/978-1-0716-1716-8_23.
[2] C. Sikorska, A. Liwo. Origin of Correlations between Local Conformational States of Consecutive Amino Acid Residues and Their Role in Shaping Protein Structures and in Allostery J. Phys. Chem. B, 2022, 126, 9493-9505.
[3] A. Liwo, M. Pyrka, C. Czaplewski, X. Peng, A. J. Niemi. Long-Time Dynamics of Selected Molecular-Motor Components Using a Physics-Based Coarse-Grained Approach. Biomoecules, 2023, 13, 941.
[1] A.K. Sieradzan, C. Czaplewski, P. Krupa, M.A. Mozolewska, A.S. Karczyńska, A.G. Lipska, E.A. Lubecka, E. Gołaś, T. Wirecki, M. Makowski, S. Ołdziej, A. Liwo, Methods in Molecular Biology, 2375, pp. 399-416 (Clifton, N.J., 2022), ISSN 1064-3745, DOI:10.1007/978-1-0716-1716-8_23.
[2] C. Sikorska, A. Liwo. Origin of Correlations between Local Conformational States of Consecutive Amino Acid Residues and Their Role in Shaping Protein Structures and in Allostery J. Phys. Chem. B, 2022, 126, 9493-9505.
[3] A. Liwo, M. Pyrka, C. Czaplewski, X. Peng, A. J. Niemi. Long-Time Dynamics of Selected Molecular-Motor Components Using a Physics-Based Coarse-Grained Approach. Biomoecules, 2023, 13, 941.