Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение научных исследований молодыми учеными. Компьютерное моделирование в биокатализе.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.442.11.7444
Продолжительность работ
2006, 8 мес.
Бюджетные средства
0,6 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
20.02.2006 - 31.05.2006
На основании анализа литературных данных были сформулированы оптимальные направления моделирования механизмов химических реакций гидролиза ГТФ сигнальными белками и реакции гидролиза АТФ миозином.
Задачи были решены с использованием оригинального комбинированного метода квантовой и молекулярной механики. Расчитаны энергетические профили для отдельных стадий химических реакций гидролиза в белках. Вычисленные значения активационнных барьеров хорошо согласуются с экспериментальными кинетическими данными. Сформулированы практические рекомендации по моделированию подобных ферментативных реакций. По материалам работы подготовлены 2 дипломные работы студентов-выпускников Химического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова (Е.В.Аносова, А.В.Невидимов). По материалам работ написана статья в журнал Proteins, проходящая рецензирование. Сделаны устные доклады на 3-ей Международной конференции по водородным связям и межмолекулярным взаимодействиям (15-21 мая 2006 г. г.Киев, Украина) и 1-ой Всероссийской конференции-школе “Высокореакционные интермедиаты химических реакций” (9-14 апреля 2006 г., Московская область)
Развернуть
2
01.06.2006 - 02.10.2006
(1) Предложены новые методы расчетов поверхностей потенциальной энергии для возбужденных электронных состояний в больших молекулярных системах, состоящих из сотен и тычяч атомов. Проблемы моделирования свойств больших систем решаются в рамках комбинированных методов квантовой и молекулярной механики (КМ/ММ). Проблемы расчетов потенциальных поверхностей в возбужденных состояниях решаются с использовании многоконфигурационных подходов с усреднением по состояниям в квантовой подсистеме. Результаты опубликованы в журналах «Химическая физика», 2006, т.25. N9, с.26-30, и «Российском химическом журнале», 2006, т.50, N2, с.45-52.
(2) Предложен механизм разгорающейся флюоресценции белка asFP595 с хромофором в двух конформациях cis и trans. Данное моделирование необходимо для проверки гипотезы о возможном объяснении свечения при другой длине волны (по сравнению с длиной волны поглощаемого света) данного белка. Наше моделирование подтвердило гиротезу о том, что поглощение света происходит в trans изомере, а испускание в cis изомере. Комбинированный метод квантовой механики и молекулярной механики использовался для оптимизации геометрии хромофора и окружающих его аминокислот. Для расчета оптических спектров использовался метод на основе временной теории функционала электронной плотности для оценки вертикального перехода S0-S1. Результаты опубликованы в журналах «Chemical Physics Letters», 2006, т.424, с.184-188, и «Journal of Physical Chemistry B, 2006, в печати (doi: 10.1021/jp060124j» и доложены на конференции
«Sixth International Conference on low Temperature Chemistry», August 27-September 1, 2006, Chernogolovka, Moscow Region.
(3) Проведено моделирование реакций, сопровождающих активацию молекулярного кислорода фактором, ингибирующим гипоксию. Молекулярные модели построены на основе известных кристаллических структур 2-оксоглутарат и железо содержащих белков. Проведена достройка молекулярной модели (добавлены атомы водорода, уточнены позиции боковых цепей ряда аминокислотных остатков, добавлена молекула кислорода), выделена подсистема для формирования квантовой части. При расчетах энергетических пролфилей реакций использован многоконфигурационный метод самосогласованного поля в квантовой части. Проверено несколько гипотез о выборе координаты реакции, сформулированы окончательные предложения о механизме реакции, включающем (а) перенос электрона с иона железа (II) на молекулярный кислород, (б) образование стабильного интемедиата аниона кислорода с 2-оксоглутаратом, (в) разрыв связи кислород-кислород и отщепление диоксида углерода от 2-оксоглутарата, (г) гидроксилирование C-H связи субстрата.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.9 Проведение молодыми учеными научных исследований по приоритетным направлениям науки, высоких технологий и образования
Продолжительность работ
2009 - 2011, 24 мес.
Бюджетные средства
3,1 млн
Организация
ФГАОУ ВО НИ ТПУ
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2011, 15 мес.
Бюджетные средства
0,6 млн
Организация
НИЯУ МИФИ
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИПМаш РАН
профинансировано
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения Всероссийской научной школы для молодежи «Компьютерное зрение, 3D моделирование и компьютерная графика»
Продолжительность работ
2010, 8 мес.
Бюджетные средства
1,6 млн
Количество заявок
1
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения международной молодежной научной школы «Компьютерное моделирование новых материалов» в рамках фестиваля науки».
Продолжительность работ
2012, 2 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Конструирование микро- и наноробототехнических систем на основе компьютерного моделирования.
Продолжительность работ
2008, 2 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Оснащение компьютерными комплексами для компьютерного моделирования физических процессов центра научно-технического творчества молодежи
Продолжительность работ
2012, 0 мес.
Бюджетные средства
1,05 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка метода компьютерного моделирования структур макромолекул на основе рентгеноструктурных данных.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
2