Динамическая модель взаимодействия аминокислотных остатков с границей раздела фаз

1. Динамическая модель взаимодействия аминокислотных остатков с границей раздела фаз МГУ им. М.В. Ломоносова Физический Факультет кафедра физики полимеров и кристаллов студент 4 курса Шайтан Алексей Научные руководители Хохлов А.Р., Иванов В.А.

2. Постановка задачи [1] Ivan M. Okhapkin, Elena E. Makhaeva, Alexei R. Khokhlov in press

3. Свободная энергия [1] Ivan M. Okhapkin, Elena E. Makhaeva, Alexei R. Khokhlov in press

4. Постановка задачи • Методами молекулярной динамики рассмотреть раздел фаз между водой и гексаном в присутствии различных аминокислот

5. Применение МД Идея 1 The Free Energy Profile [8] Mark Tuckerman, Marie Curie Tutorial Series:Modeling Biomolecules, 2004

6. [13] Z [14] Применение МД Идея 2 Water–n-hexane g=50.91(2.52) mN/m Experiment g=51.3 mN/m [12] S. Sinha, Dissertation, University of California 2004 [13] J.G.Kirkwood, F.P.Buff. The statistical mechanical theory of surface tension. JCP,17(3):338–343,1949. [14]J.L.RIVERA,C.McCABE,P.T.CUMMINGS Phys Rev E 67,011603(2003)

7. МД расчёт: Граница с вакуумом. Численные значения параметров для модели TIP3P : Параметры расчёта: Программный комплекс PUMA (Разработка: ИМПБ РАН г. Пущино) Силовое поле AMBER 99 Модель воды TIP3P с расторможенными внутренними степенями свободы. Система рассчитывалась при NVT – условии. Использовался столкновительный термостат Периодические граничные условия Шаг интегрирования 1 фс Рассматривались траектории длиной от 150 до 650 пс Число частиц в системе 7600 атомов

8. МД расчёт: Граница с вакуумом.

9. Аминокислоты [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985. [7] О.И. Киселёва, курс лекций «Основы живых систем». [8] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989Garland Publishing Inc.

10. Аминокислоты [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985. [7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989Garland Publishing Inc.

11. Фенилаланин

12. Лейцин(LEU)

13. Аминокислоты [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985. [7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989Garland Publishing Inc.

14. Лизин(LYS)

15. Аминокислоты [6] Ленинджер А. Основы биохимии, М. Мир, 1985. [7] Molecular Biology of the Cell, B. Alberts, D. Bray et al. 1989Garland Publishing Inc.

16. Глицин(GLY)

17. Анализ динамики аминокислотных остатков, на границе с вакуумом. • Гидрофобные и слабогидрофильные АКО (LEU, PHE, MET, VAL, TRP, ALA) преимущественно находятся вблизи интерфейса в водном окружении. • При этом радикал преимущественно сориентирован в сторону гидрофобной среды. GLN, ARG, LYS уходят от интерфейса в водную фазу. [6]ПоданнымStephen White Laboratory at UC Irvine.

18. 1070 H2O 147 молекул гексана МД расчёт двухфазной системы

19. Устойчивость раздела фаз Через 1 нс (10^6 шагов) Диаметр воды 3,5 А

20. Профили плотности

21. Динамика PHE

22. Выводы Изучена возможность применения методов МД для определения свободных энергий адсорбции и разделения Построены профили свободной энергии АКО на границе вода вакуум Изучена ориентационная динамика АКО вблизи раздела фаз Произведено моделирование раздела фаз вода - гексан. Изучена динамика PHE на разделе фаз.

23. Спасибо за внимание!