Modelowanie molekularne niekanonicznych form DNA oraz ich kompleksów z

Niekanoniczne struktury DNA, takie jak G-kwadrupleksy i i-motywy, są obiecującymi celami molekularnymi, a ich selektywne rozpoznawanie przez ligandy niskocząsteczkowe wymaga dokładnej wiedzy o strukturze i dynamice tych układów. Dane eksperymentalne (2D NMR, CD, UV) dostarczają informacji uśrednionej lub ograniczonej, dlatego uzupełnienie ich symulacjami dynamiki molekularnej pozwala uzyskać szczegółowy, atomowy obraz struktur i ich oddziaływań z ligandami.

Celem projektu jest zbadanie struktury i dynamiki oligonukleotydów tworzących niekanoniczne struktury typu G-kwadrupleks lub i-motyw. Badania obejmą modelowanie struktur trójwymiarowych wybranych oligonukleotydów oraz ocenę ich stabilności konformacyjnej.

Dodatkowo planowane jest badanie oddziaływań tych struktur z ligandami niskocząsteczkowymi, w tym ocena miejsc i trybów wiązania oraz wpływu ligandów na stabilność i dynamikę układu.

Wstępne ograniczenia strukturalne (m.in. odległości międzyprotonowe) pochodzą z eksperymentów 2D NMR. Symulacje dynamiki molekularnej posłużą do udokładnienia struktur z wykorzystaniem tych danych oraz do oceny ich stabilności; uzyskane struktury zostaną po walidacji zdeponowane w bazie PDB.

Obliczenia będą wykonywane przy użyciu pakietu GROMACS z polami siłowymi dedykowanymi kwasom nukleinowym. Symulacje wymagają dużej mocy obliczeniowej ze względu na konieczność próbkowania konformacji w skali setek nanosekund do mikrosekund dla wielu układów i replik.