19 января 2022 г. в 15:00 в зале Научного совета ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова (ул. Льва Толстого д. 6–8Б, корп. 2) состоится научный семинар кафедры общей и биоорганической химии, кафедры биологической химии и кафедры инфекционных болезней и эпидемиологии на тему «Полноатомное моделирование вирусов и больших биомолекул»
 |
Докладчик — Дмитрий Александрович Нерух (Department of Mathematics, Aston University, UK) |
Аннотация
В докладе будут рассмотрены вопросы, связанные с изучением структуры и динамики вирусов с атомистическим разрешением, а также результаты исследования поведения белков в растворах и взаимодействиям белок-лиганд.
Изучение структуры и динамики вирусов с атомистическим разрешением
Научная группа Д. А. Неруха — одна из немногих в мире, моделирующих вирусную частицу целиком на атомистическим уровне, включая атомистическое представление молекул воды. Для этого используются самые современные суперкомпьютеры, включая самые быстрые в мире (K-computer, MDGRAPE, Fugaku). Результаты моделирования объясняют различные физико-химические механизмы функционирования вирусов, такие как механическая стабильность вирусной частицы в растворе, распределение зарядов на внешней и внутренней поверхностях вирусной оболочки, динамика воды и ионов, их потоки через вирусную оболочку и др. В тесном взаимодействии с экспериментаторами вирусы изучались как коллоидная частица, в частности, были экспериментально определены заряды на поверхности вируса, подтверждающие результаты моделирования. С использованием самых последних методологий в области молекулярной динамики было проведено моделирование и соответствующий эксперимент при фиксированной кислотности среды с целью изучения механизма самосборки вирусной белковой оболочки.
Белки и взаимодействие белок-лиганд
Вклад Д. А. Неруха в фундаментальную проблему сворачивания белка состоит в исследовании сложной динамики конформационных изменений белковой молекулы и непосредственно связанной с ними динамики воды в гидратной оболочке белка, а также структуры и динамики малых молекул в окружении белков, в частности процесса диффузии лиганда при поиске активного центра белка. Физические характеристики среды, приводящие к денатурации, были исследованы на примере белков крови. Также подходы drug design были использованы для поиска ингибиторов Tumor Necrosis Factor-alpha.
Общая информация
После защиты в Харьковском государственном университете и работы в качестве постдока в различных университетах Великобритании и США Дмитрий Александрович Нерух работал старшим научным сотрудником на химическом факультете Кембриджского университета в Великобритании, а затем занял постоянную должность в Астонском университете. Работа Д. А. Неруха привела к разработке оригинального численного метода для квантовой динамики Бома и принципиально новых подходов к комплексной динамике классических молекулярных систем, которые применяют современную математическую теорию сложности динамических систем к самоорганизующимся молекулярным системам. Его последние исследования включают разработку многомасштабной гибридной системы молекулярной динамики / гидродинамики для моделирования больших биомолекулярных систем на нескольких пространственных и временных масштабах одновременно. Д. А. Нерух опубликовал более 70 статей (в которые входят публикации в таких журналах как Nature Communications, Journal of Physical Chemistry Letters, Philosophical Transactions of the Royal Society, Faraday Discussions и др.) и координировал несколько крупных международных исследовательских проектов.
