| ФИО заявителя | Буракова Елизавета Дмитриевна |
| Дата рождения | 15.11.2004 |
Проект
| Название | Оценка влияния метанола на конформацию молекулы цитохрома С в воде при помощи метода моделирования молекулярной динамики |
| Учреждение | НОЧУ "Школа "Муми-Тролль" Волоколамское шоссе, д.1 |
| Класс | 11 |
| Науч. руководитель | Владимиров Георгий Константинович |
| Консультант | Гантман Мария Владимировна |
| Исполнители |
|
| Секция | 9 - 11 классы «Чтения им. А.А. Леманского: «На пути к великим открытиям». Проектные и исследовательские работы физико-математической и естественнонаучной направленности. |
| Краткое описание проекта | Знакомство с методом молекулярной динамики - одним из современных инструментов создания новых лекарств |
Описание проекта
| Проблема решаемая проектом | Метод молекулярной динамики применяется для исследования движения атомов, в составе молекул. Моделирование движения осуществляется путем численного решения классических динамических уравнений Ньютона. Исследователям доступно временное разрежение до 2 фс, что практически недостижимо при проведении реальных экспериментов, то есть, мы можем изучать процессы, которые заведомо недоступны для исследования другими методами. |
| Основная идея | Метод моделирования молекулярной динамики позволяет рассматривать системы, состоящие из нескольких миллионов атомов на коротких временных промежутках (например, 1 нс, 1 мкс, 1 пкс)1. В данной работе этот метод применен для моделирования конформации молекулы цитохрома С (СytC) в водном растворе при добавлении спирта до 50%. Цель работы: проверить методом моделирования молекулярной динамики данные спектрофотометрии о том, что при добавлении метанола к воде в соотношении 1:1 по количеству молекул связь между S и Fe разрывается. |
| Масштаб организации работ | 1) Изучить работу программой PyMol 2) Визуализировать с помощью PyMol предоставленные трехмерные структуры молекулы CytC в водном растворе (применение функции Align – построение всей молекулы по одному кадру) 3) Изучить изменения трехмерных структур во времени на двух интервалах (0-100 нс и 0-1000 нс) и в двух системах (моделирующих водный раствор и водный раствор с добавлением метанола) 4) Провести сравнительный анализ изменения во времени структур молекулы CytC, полученных в результате моделирования в двух указанных системах. |
| Полученные результаты | Выявлено, что при рассмотрении СytC в водном растворе, содержащем 50% метилового спирта, на временном промежутке в 1 мкс происходит изменение конформации полипептидной цепи на участке от 75 до 87 аминокислотного остатка. На этом участке аминокислотной цепи в районе 80 аминокислотного остатка происходит увеличение расстояния от атома железа, входящего в гем. При этом до восьмидесятой наносекунды это состояние и конформация остаются неизменными, а после метионин отдаляется от железа. • Изменение расстояния, которое мы наблюдаем, говорит о разрыве железо-серной связи. Других значимых изменений ни в одной системе обнаружено не было. • Данные спектрофотометрии о разрыве связи между S и Fe подтверждены методом моделирования молекулярной динамики. |
| Кому нужны результаты проекта | Эта работа является маленькой частью деятельности реальной команды молекулярных биологов, химиков, фармацевтов, работающих над созданием новых лекарственных препаратов. |
| Перспектива дальнейшнего развития проекта | Данная работа может помочь в будущем с решением запуска антиоксидантной роли cytC в организме искусственным образом. |
Материалы проекта
Комментарии
Комментарий по проекту
Комментарий для научного консультанта, педагогов и родителей Целесообразно вводить общий контекст исследовательской работы, в котором актуальна работа Елизаветы.
Комментарий по оценкам
Хороший исследовательский проект, выполненный на высоком уровне. Молодец!
Комментарий по проекту
Комментарий для руководителя проекта. Рекомендуется обсудить с автором понятие проблемы исследования, а также соотнести результаты исследования с их образовательными и социокультурными последствиями. Важно различать также продукт и результат работы. Продукт - предметен (знание, установленный научный факт, модель и т.п.). Результат - личностный: что именно автор узнал, в чем разобрался и т.п. Последствия - еще более неочевидная, но значимая составляющая, ответ на вопрос о практической значимости проекта и перспективах его развития.
Комментарий по оценкам
Комментарий для автора проекта. Молодец! Работа выполнена на высоком уровне. Рекомендуется продумать образовательные и социокультурные последствия реализации Вашего исследовательского проекта. Кто и как может воспользоваться его результатами? Каковы перспективы работы? Желаем успехов!
Комментарий по оценкам
Работа выполнена на высоком уровне, соответствует критериям конкурса.
Комментарий по проекту
Работа выполнена на высоком уровне, соответствует критериям конкурса.
