Project information
Integrovaný přístup biofyzikálního výzkumu při studiu struktury a dynamiky biomolekul (INTEGBFSD)

Členové Biofyzikální laboratoře Ústavu fyziky kondenzovaných látek (ÚFKL) PřF MU jsou orientování na základní výzkum v oblasti biomolekul, zejména studium struktury a dynamiky proteinů, nukleových kyselin a lipdů případně lidpidckých membrán. Do výzkumu jsou pravidelně zapojováni studenti všech úrovní vysokoškolského studia od bakalářských studentů, přes magisterské studenty až po doktorandy oborů biofyziky, lékařské fyziky, aplikované a molekulové biofyziky.

Výzkum biomolekul je realizován jednak teoretickými metodami od kvantově chemických výpočtů (programy Gaussian, TurboMole, MolPro) přes výpočty molekulově dynamických simulací (program Amber) až po Monte Carlo výpočty "coarse-grained" simulací. Tyto simulace mají přímou návaznost a tvoří "spojené nádoby" s experimenty umožňující získání experimentálních dat až na atomární úroveň. Hlavními technikami používanými v předkádaném projektu jsou nukleární magnetická rezonance (NMR), rentgenová difrakce pod malými úhly (SAXS), izotermální titrační kalorimetrie (ITC), fluorescenční anizotropie (FA).

Ve výsledku obdržíme trojrozměrné struktury studovaných biomolekul (protein tubulin, tudor TDRD3, Nrd1 CID, Nab3, Rtt103, CTD RNA Polymerázy II) a platinované DNA adukty. Kombinací experimentálních dat s in silico přístupy nám umožní pochopit vztah mezi strukturou a biologickou funkcí studovaných biomolekul.

Vysoce kompetitivní základní výzkum, který je v biofyzikální laboratoři realizován by nebyl možný bez zapojení studentů, kteří v pregraduálních fázích studia získávají správné vědecké návyky a později již produkují vlastní vědecké výsledky. Postgraduální studenti jsou již plnohodnotnými členy výzkumného týmu přispívající svými poznatky ke směřování a řešení studovaných problémů jako je např. (i) studium velmi slabých interakcí mezi terminální doménou RNA polymerázy II a transkripčními faktory, (ii) interakce DNA dvojšroubovice s cisplatinovým derivátem druhé generace kiteplatin, (iii) hledání optimálního vazebného partnera pro protein argonaut (AgoII) pomocí dockovacích algoritmů, (iv) studium struktury C-terminální domény proteiun Nab3.

Studium výše uvedených systémů je možné za současné aplikace moderních postupů ve strukturní biologii kombinací již zavedených metod s vývojem nových technik a postupů.