bakalářská práce

Světlem ovládané biomolekuly

Text práce 1.86 MB Příloha 12.8 MB

Autor práce: Dr. techn. Jakub Planer

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.

Oponenti: doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D., RNDr. Robert Vácha, Ph.D.

Abstrakt:

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 α-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.

Klíčová slova:

Reparametrizace, molekulová mechanika, molekulární dynamika, DFT, iontový kanál, přemostěný azobenzen, AFM hrot, vodní meniskus

Termín obhajoby

25.06.2015

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.

Rád bych ocenil přístup studenta k řešené problematice, kdy musel skloubit několik teoreticky i technicky náročných přístupů z oblasti výpočetní chemie. Studentem vytvořené modely fotocitlivého iontového kanálu a AFM hrotu budou využity v dalším výzkumu.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Bakalářská práce Jakuba Planera je zaměřena na využití metod molekulární dynamiky a teorie funkcionálu hustoty pro výpočty biochemického fotocitlivého iontového kanálu a vodního menisku mezi hrotem atomárního silového mikroskopu a povrchem. Navzdory šíři uvedené problematiky se podařilo autorovi v problematice výborně zorientovat, což dokládá text, který je psán srozumitelně a s přehledem. V případě simulace vodního menisku oceňuji dosažení tvaru, který odpovídá reálně měřené skutečnosti prostřednictvím environmentálního SEM, a který je možné použít pro zjištění dalších fyzikálních parametrů. Občasně jsem zaregistroval gramatické nepřesnosti, které uvádím v příloze, které však nijak nenarušují vynikající kvalitu práce, kterou celkově hodnotím jako výbornou.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Jaké jsou možnosti výpočtu silového působení mezi hrotem AFM a povrchem za přítomnosti vodního menisku při fixaci hrotu v různých vzdálenostech v programu?

Známka navržená oponentem: A

Posudek oponenta
RNDr. Robert Vácha, Ph.D.

Práci hodnotím jako výbornou s neobvyklým množstvím kvalitně odvedené práce. Hodnocení B u formálních náležitostí je způsobeno použitím hovorového jazyka a neúplného dodržení jednotného citačního stylu.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Mají všechny atomy křemíku a kyslíku v hrotu z křemene stejné parametry bez ohledu na sousedící atomy? Z důvodu reprodukovatelnosti a ověření korektnosti by v práci měly být obsaženy všechny parametry simulací.

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová