Šrejber, Martin
Modeling of Biomembranes [rukopis] / Martin Šrejber. -- 2023. -- 79 : il., grafy, schémata, tab. -- Ved. práce Karel Berka. -- Abstract: Biologické membrány umožňují život tak jak jej známe. Tvoří základní komponenty všech živých organismů a díky svým unikátním fyzikálně-chemickým vlastnostem, rozmanitou kompozicí a strukturou plní nedílnou roli při regulaci celé řady biologických dějů. Biologické membrány oddělují vnitřní prostředí buňky od vnějšího a spoluvytvářejí intracelulární kompartmenty tím, že tvoří přirozené hranice mezi jednotlivými buněčnými komponenty. Unikátní vlastností biomembrán je jejich selektivní permeability pro průchod celé řady molekul pomocí pasivním transportu anebo nepřímo aktivním transportem, který je řízen proteiny kotvenými v membráně. Procesy transportu molekul přes biologické membrány tak i chování molekul a proteinů na těchto unikátních "dvojrozměrných kapalinách" mohou být studovány celou řadou nástrojů výpočetních chemie např. metodami klasické molekulové dynamiky (MD), metodami efektivního vzorkování (metadynamika, umbrella sampling). Nicméně tyto metody vyžadují experimentální validaci, nebo využití referenčních dat ze specializovaných databází (MolMeDB). V této disertační práci prezentuji možnosti využití těchto teoretických nástrojů pří studiu chování látek - ať již malých molekul či proteinových komplexů - na biologických membránách.. -- Abstract: Biological membranes enable life as we know it. They constitute fundamental components of all living organisms and, with their unique physicochemical properties, diverse composition, and structure, play an integral role in regulating a wide range of biological processes. Biological membranes separate the cell's internal environment from the external one and contribute to the formation of intracellular compartments by serving as natural boundaries between different cellular components. One remarkable characteristic of biomembranes is their selective permeability, allowing the passage of various molecules through passive transport or indirectly through active transport regulated by membrane-embedded proteins. The processes of molecule transport across biological membranes, as well as the behavior of molecules and proteins within these unique "two-dimensional fluids," can be studied using a variety of computational chemistry tools, such as classical molecular dynamics (MD), enhanced sampling methods (metadynamics, umbrella sampling). However, these methods require experimental validation, which can be gathered from specialized databases (MolMeDB). In this thesis, I present the possibilities of employing these theoretical tools to investigate the behavior of substances - ranging from small molecules up to protein complexes - on biological membranes.
Berka, Karel, 1982-. Univerzita Palackého. Katedra fyzikální chemie
biologická membrána. cytochrom P450. permeabilita. molekulová dynamika. molekulová mechanika. biomembrane. cytochrome P450. permeability. molecular dynamics. molecular mechanics. disertace
(043.3)