Media

Formarea unei structuri planare Kagome dintr-o structură liniară:

 

Minimizarea unei structuri 'random' din particule care interacționează cu potențialul Paramonov-Yarilaki. Pe suprafața de energie a acestui sistem, este foarte greu să nu ajungem dintr-o oarecare structură la structura cu cea mai mică energie prin minimizarea energiei. Acest sistem are un puternic caracter de autoasamblare.

Structura helicală autoasamblată (minima globală a sistemului alcătuit din 20 de particule):

 

 

Frankenphage:

 

 

Asamblarea unei capside virale icozaedrale (T=1):

Proiecte de cercetare

Proiecte curente

 

Sisteme autoasamblante pe scala nano

Autoasamblarea ierarhică este una din cele mai promițătoare unelte în nanotehnologie. Există două căi pentru crearea unui dispozitiv pe scală submicroscopică, indiferent de funcția acestuia: ori utilizăm abordări “de sus în jos” (metode clasice), ori abordări “de jos în sus”. Abordarea clasică este asemănătoare metodelor de fabricație convenționale: de exemplu, instrumente macroscopice sunt utilizate pentru tăiarea unor structuri minuscule într-o suprafață. Abordarea de jos în sus are un potențial mai mare: nu ar fi mai ușor să avem particule care pot forma dispozitivul dorit în mod spontan, dacă condițiile sunt adecvate?

În prezent, modelarea computațională a proceselor de asamblare pe scala nano este posibilă numai cu ajutorul metodelor coarse-grained, care sunt selectate în funcție de mărimea sistemului și problema anumită. De exemplu, nu este posibilă modelarea asamblării unui capsid viral mic pe nivel atomistic nici cu supercomputerele de azi.

Proiectul nostru este focusat la căutarea unor metode noi pentru modelarea proceselor complexe de autoasamblare, cu relevanță particulară la autoasamblarea ierarhică. Conceptul include crearea unor particule care interacționează între ele cu potențiale simple (coarse-grained), dar sunt capabile de asamblare spontană în diferite structuri țintă (e.g. capside, helice, sau structuri periodice planare)

Particulele model pot fi văzute 'în acțiune' în secțiunea Media.

 

 

 

Echipă

Dr Fejer Szilard, modelare in silico

Dr Emil Neaga, biologie moleculară

Dr Jenei Zsuzsanna, biologie moleculară

Dr Terza Livia-Maria, medic primar pediatru, doctor în ştiinţele medicale

 

Despre centrul de cercetare-dezvoltare Pro-Vitam

Principalele subiecte curente de cercetare sunt legate de dezvoltarea unor biomarkeri pentru anumite tipuri de cancer și modelarea anumitelor procese biologice in silico. Centrul este condus de Dr Zsuzsanna Jenei (PhD, University of Warwick, 2010), iar divizia de modelare de Dr Szilard Fejer (PhD, University of Cambridge, 2009). Scopul pe termen lung al organizației este să devină un centru de cercetare cu renume în România și în străinătate.

            

Publicații

2018

27. S. N. Fejer, R. G. Mantell, D. J. Wales; Mol. Phys. (in press)

Designing Hierarchical Molecular Complexity: Icosahedra of Addressable Icosahedra

2017

26. Z. Antal, J. Szoverfi and S. N. Fejer, J. Chem. Inf. Model, 57(4), 910-917 (2017).

Predicting the Initial Steps of Salt Stable Cowpea Chlorotic Mottle Virus Capsid Assembly with Atomistic Force Fields

2015

25. S. N. Fejer and D. J. Wales, Soft Matter 11(33), 6663-6668 (2015).

Design of a Kagome lattice from soft anisotropic particles

2014

24. S. N. Fejer, D. Chakrabarti, H. Kusumaatmaja and D. J. Wales, Nanoscale 6(16), 9448-9456 (2014).

Design principles for Bernal spirals and helices with tunable pitch

23. B. Jójárt, M. Posa, B. Viskolcz and S. N. Fejer, J. Chem. Phys. 140(14), 144302 (2014).

Global optimization of cholic acid aggregates

2013

22. S. W. Olesen, S. N. Fejer, D. Chakrabarti and D. J. Wales, RSC Advances (in press)

A left-handed building block self-assembles into right- and left-handed helices

21. C. J. Forman, S. N. Fejer, D. Chakrabarti, P. Barker and D. J. Wales, J. Phys. Chem. B (in press)

Local frustration determines molecular and macroscopic helix structures

(also featured on the cover of the journal)

20. I. Jákli, I. G. Csizmadia, S. N. Fejer, Ö. Farkas, B. Viskolcz, S. J. Knak Jensen, A. Perczel, Chem. Phys. Lett., 563, 80-87 (2013).

Helix compactness and stability: Electron structure calculations of conformer dependent thermodynamic functions

2011

19. Z. A. Jenei, G. Z. Warren, M. Hasan, V. A. Zammit, A. M. Dixon, FASEB J., 25, 4522-4530 (2011).

Packing of transmembrane domain 2 of carnitine palmitoyltransferase-1A affects oligomerization and malonyl-CoA sensitivity of the mitochondrial outer membrane protein

18. S. N. Fejer, D. Chakrabarti and D. J. Wales, Soft Matter, 7, 3553-3564 (2011).

Self-assembly of anisotropic particles

17. D. Chakrabarti, S. N. Fejer and D. J. Wales, Royal Society of Chemistry Theoretical and Computational Book Series 4: Computational Nanoscience (2011).

Self-assembly of nanoclusters: An energy landscape perspective

2010

16. S. N. Fejer, D. Chakrabarti and D. J. Wales, ACS Nano, 4, 219-228 (2010).

Emergent complexity from simple anisotropic building blocks: Shells, tubes and spirals

15. M.S. Bauer, B. Strodel, S.N. Fejer, E.F. Koslover and D.J. Wales, J. Chem. Phys., 132, 054101 (2010).

Interpolation Schemes for Peptide Rearrangements

14. E. Malolepsza, B. Strodel, M. Khalili, S. A. Trygubenko, S. N. Fejer and David J. Wales, J. Comp. Chem., 131, 1402-1409 (2010).

Symmetrisation of the AMBER and CHARMM Force Fields

2009

13. Z. A. Jenei, K. Borthwick, V. A. Zammit, and A. M. Dixon, J. Biol. Chem., 284, 6988-6997 (2009).

Self-association of transmembrane domain (TM) 2, but not TM 1, in carnitine palmitoyltransferase 1A: Role of GXXXG(A) motifs

12. D. Chakrabarti, S. N. Fejer and D. J. Wales, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 20164-20167 (2009).

Rational design of helical architectures

11. S. N. Fejer, T. R. James, J. Hernández-Rojas and D. J. Wales, Phys. Chem. Chem. Phys. 11, 2098–2104 (2009).

Energy landscapes for shells assembled from pentagonal and hexagonal pyramids

2007

10. B. Viskolcz, M. Szori, R. Izsak, S. N. Fejer and I. G. Csizmadia, Int. J. Quant. Chem. 107, 1826–1834 (2007).

Thermodynamic functions of conformational changes, Part IV: Functional analysis of conformational entropy of substituted ethane and methanol

9. S. N. Fejer and D. J. Wales, Phys. Rev. Lett. 99 (8), 086106 (2007).

Helix self-assembly from anisotropic molecules

8. B. Viskolcz, S. N. Fejer, S. J. K. Jensen, A. Perczel and I. G. Csizmadia, Chem. Phys. Lett. 40, 123–126 (2007).

Information accumulation in helical oligopeptide structures

2006

7. B. Viskolcz, S. N. Fejer, M. Szori and I. G. Csizmadia, Mol. Phys. 104,795–803 (2006).

Thermodynamic functions of conformational changes I. A comparative first principle study on 1,2-disubstituted ethanes

6. B. Viskolcz, S. N. Fejer and I. G. Csizmadia, J. Phys. Chem. A 110, 3808–3813 (2006).

Thermodynamic functions of conformational changes II:conformational entropy as a measure of information accumulation

5. M. A. Sahai, S. N. Fejer, B. Viskolcz, E. F. Pai, and I. G. Csizmadia, J. Phys. Chem. A 110, 11527–11536 (2006).

First-principle computational study on the full conformational space of L-threonine diamide, the energetic stability of cis and trans isomers

4. S. N. Fejer, B. Viskolcz and I. G. Csizmadia, J. Phys. Chem. A 110, 13325–13331 (2006).

Thermodynamic functions of conformational changes III: Conformational network of glycine diamide folding, entropy lowering and information accumulation

2005

3. J. M. S. Law, S. N. Fejer, D. H. Setiadi, G. A. Chass and B. Viskolcz, J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 722, 79–96 (2005).

Molecular orbital computations on lipids. An ab initio exploratory study on the conformations of glycerol and its fluorine congeners

2. C. M. Nagy, S. N. Fejer, L. Berek, J. Molnar and B. Viskolcz, J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 726, 55-59 (2005).

Hydrogen bondings in deoxynivalenol (DON) conformations

2004

1. S. N. Fejer, Z. A. Jenei, G. Paragi, J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 666-667, 303-310 (2004)

Conformational effects of the valine sidechain on the betaLbetaL extended and type I beta turn backbone structures of MECO-Val-Ala-NHMe and MeCO-Ala-Val-NHMe

 

Subcategorii

Login