Termodinamska karakterizacija samosestavljanja amiloidnih fibril v dvodimenzionalnem modelu z računskim pristopom Monte CarloStepanova, Larissa (Avtor) Urbič, Tomaž (Mentor) amiloidne fibrilegrobo-zrnati modelMonte Carlostatistična mehanikaravnotežna termodinamikaV pričujočem delu raziskujemo termodinamske gonilne sile, ki pogojujejo stabilnost in podaljševanje prečne β strukture amiloidnih fibril. Nalogo formuliramo v okviru klasične obravnave kondenzirane faze kot sistema z N delci, pri čemer je razmerje med fizikalno naravo gradnikov sistema in njihovo poenostavljeno reprezentacijo povzeta v grobo-zrnatem modelu. Potencial polja sil sestavljata Lennard-Jonesov (LJ) meddelčni potencial, reprezentativen za van der Waalsove interakcije stranskih verig, ter potencial vodikovih vezi, formuliran v okviru dvodimenzionalnega Mercedes-Benz (MB) modela vode in reprezentativen za interakcije peptidnega ogrodja. V nadaljevanju določamo ravnotežne lastnosti modeliranega sistema s statistično-mehanskim pristopom v izotermno-izobarnem (NpT) ansamblu. Konfiguracijski prostor je bil vzorčen z implementacijo Monte Carlo verige Markova. Med izračunanimi lastnostmi posameznega stanja navajamo ansambelska povprečja, radialne porazdelitvene funkcije g(r), iz kolebanja izračunane termodinamske lastnosti (Cp,κT ) in velikostne porazdelitve fibrilnih polimorfov. Z razvrstitvijo vseh ravnotežnih stanj v parametričnem prostoru (ρ*,p*,T*) v štiri strukturne zvrsti je bil izdelan diagram strukturnih stanj. Na podlagi slednjega diagrama je bilo identificirano F1 območje pogojev, v katerem je prepoznano samosestavljanje amiloidnih peptidov v prečno β strukturo. S prileganjem parametrov smo določili termodinamske količine ∆Cp = -3,523± 0,088, ∆S = 0,815 ± 0,023 in ∆H = 0,723 ± 0,005 za reakcijo podaljševanja amiloidnih fibril v sklopu izodezmičnega modela supramolekulske polimerizacije. Predznaki izračunanih količin nakazujejo na entalpijsko pogojenost kooperativnega procesa, ki izravnava neugodni entropijski prispevek zaradi zmanjšanja prostosnih stopenj na ravni termodinamskega stanja. Slednje ugotovitve so podprte z empirično opažano stabilnostjo prečne β strukture amiloidnih fibril v širokem območju denaturacijskih pogojev.20262026-08-19 10:40:03Diplomsko delo/naloga185730VisID: 26010sl