Photocontrolled Biomolecules

Tato práce je zaměřena na molekulárně dynamické simulace umělého fotocitlivého iontového kanálu a AFM hrotu. Při sestavování modelu iontového kanálu byly použity DFT metody pro reparametrizaci silového pole GAFF popisující přemostěný azobenzen, který sloužil jako světlem ovládaný molekulární přepínač, a pomocí simulací jsme prokázali, že námi vyvinuté parametry vhodně popisují chování sestaveného modelu iontového kanálu v lipidové dvouvrstvě. Dále jsme sestavili model AFM hrotu a pomocí molekulární dynamiky pozorovali vznik vodního menisku mezi hrotem a podložkou z -křemene. Přínosem této práce je soubor nových parametrů opravující silové pole GAFF pro správný popis přemostěného azobenzenu, ověření funkčnosti modelu navrhnutého iontového kanálu a vytvoření funkčního modelu AFM hrotu, na kterém je možno dále studovat vznik vodního menisku.This work is focused on molecular dynamics simulations of artificial photosensitive ion channel and AFM probe. To assemble this ion channel, DFT methods were employed for reparametrization of the GAFF force field describing the bridged azobenzene, which was used as a light controlled molecular switch. We proved by molecular dynamics simulations that newly developed parameters correctly describe behavior of assembled model of ion channel in a lipid bilayer. We also constructed a model of AFM probe and observed formation of water meniscus between the AFM probe and surface, both made of -quartz, by employing molecular dynamics simulations. A contribution of this work is the set of new parameters extending GAFF force field for description of the bridged azobenzene. We also verified functionality of ion channel model and model of AFM probe, which can be used for the further water meniscus studies.