Agregacija βγ-kristalinovDobrovoljc, Vid (Avtor) Hribar Lee, Barbara (Mentor) Proteinska tridimenzionalna strukturaagregacija proteinovβγ-kristaliniračunska kemijaHartree-Fockova metodazeta potencialProteini so biološki linearni heteropolimeri, sestavljeni iz 20 različnih tipov monomerov, ki jih imenujemo aminokisline. So v naravi najbolj zastopane biološke makromolekule z zelo širokim naborom funkcij in obratovalnih okolij. Za funkcionalnost proteinov je ključna njihova tridimenzionalna struktura. Ta je odvisna od aminokislinskega zaporedja proteina in okolja, v katerem se protein nahaja. Pod določenimi pogoji lahko opazimo agregacijo proteinov, ki je večstopenjski proces pri katerem se proteini med seboj sprimejo. Na agregacijo pogosto gledamo kot na škodljiv proces, saj pri tem proteini izgubijo funkcionalnost, zato se raziskovalci trudijo razumeti mehanizme in vzroke proteinske agregacije. Z eksperimentalnimi tehnikami so prišli do dognanja, da v prvih stopnjah agregacije pride do interakcij med zaporedji, ki imajo navadno nenaključne deleže zastopanosti posameznih aminokislin. Ker pa so raziskave agregacije in vročih regij lahko zelo drage in zamudne, se vedno več ljudi želi študija agregacije lotiti s pomočjo metod molekulskega modeliranja in računske kemije. Kristalini so različni proteini, ki se v visokih koncentracijah nahajajo v očesnih lečah vretenčarjev. Zaradi specifike svojih nalog in dolge življenjske dobe so zelo dobro topni in stabilni, imajo pa tudi nenavadno visok lomni količnik. Posebni skupini med kristalini sta skupina β-kristalinov in skupina γ-kristalinov. Obe skupini imata zelo podobne strukture, glavna razlika pa je v tem, da so β-kristalini v obliki oligomerov, γ-kristaline pa najdemo strogo le v monomerni obliki. Leta 2021 je bila opravljena raziskava, kjer so z uporabo molekulske dinamike opazovali prve stopnje agregacije treh proteinov. Eden izmed njih je bil tudi človeški γD-kristalin. Cilj raziskave je bila detekcija vročih regij za agregacijo brez eksperimenta. Določene potencialne vroče regije so po sestavi zaporedij konzistentne z deleži, ki so bili določeni kot tipični za te regije z eksperimentalnimi metodami. V prvem delu naloge sem se s pomočjo Hartree-Fockove metode (HF metode) v programu Spartan'14 lotil računanja energije, ionizacijskega in elektrostatskega potenciala vročih regij v človeškem γD-kristalinu, z analizo dobljenih rezultatov pa sem poskusil prispevati nekaj k razumevanju agregacije tega proteina. V drugem delu naloge sem z eksperimentalnima tehnikama merjenja zeta potenciala in dinamičnega sipanja laserske svetlobe (DLS) poskusil opraviti nekaj raziskav oligomerne sestave govejega βL-kristalina v odvisnosti od koncentracije NaCl.20222022-09-07 15:00:00Diplomsko delo/naloga139826VisID: 21949COBISS_ID: 128075267sl