ZLOCHOVÁ, B. Počítačové modelování interakcí mezi hyaluronanem a polylysinem [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.

Posudek vedoucího

Minofar, Babak

The main aim of the project of Barbora Zlochová is to study the interaction of hyaluronic acid with polylysine to understand the mechanism of the complex formation of hyaluronic acid and polylysine between with different numbers of lysine subunits. The work has been done by classical molecular dynamics (MD) simulations. Barbora enthusiastically started to work on the project and learned how to work with the new Linux operating system where she could perform her calculations using GROMACS computational. She has worked independently on the project and she performed the simulation on the Czech national grid ( metacentrum ) via Linux platforms. Through her work, Barbora has found the origin and nature of the interactions between different polylysine (PPL) molecules namely PLL8, PLL10, 1HA25-8PLL10, 1HA25-10PLL10, 1HA25-12PLL10, and calculated the number of hydrogen bonds between the HA polymer and PLL peptides in different concentrations and their interactions with solvent molecules.

Posudek oponenta

Řeha,, David

Předložená diplomová práce se zabývá studiem interakce mezi hyaluronanem a polylysinem pomocí počítačových simulací molekulární dynamiky. Polylysin použitý v této práci reprezentoval modelový systém pro kladně nabitý protein. Diplomová práce se dále zabývá obecněji počítačovým modelováním chemii. Členění diplomové práce je standartní a práce je členěna logicky. Autorka splnila zadání diplomové práce. Teoretická část a rešerže výpočetních metod je psána velmi podrobně. Hlavním nedostatkem práce je fromální stránka a hlavně úroveň jazykového zpracovaní. Celé to působí, jakoby autorka psala práci pod značnou časovou tísní. Některé věty působí jako by byly překládaný automatickým překladačem z angličtiny do češtiny. Namátkou uvedu některé případy: Např. na str. 15 věta "Konkrétně existují kvantově mechanické „operátory“ odpovídající každému fyzikálnímu pozorovateli, které, když jsou aplikovány na vlnovou funkci, umožňují předpovědět pravděpodobnost nalezení systému vykazujícího určitou hodnotu nebo rozsah hodnot (skalární, vektorový atd.) za to pozorovatelné." Věta je úplně nesmyslná, předně "obervable" je fyzikálně měřitelná veličina a nikoliv "pozorovatel" a operátor dokáže předpovědět pravděpodobnost naměření konkrétní hodnoty dané fyzikálně měřitelná veličiny studovaného systému. Nebo na str. 22 "V každé molekule obsahující více než čtyři atomy v řadě musíme zahrnout také dihedrální nebo torzní termín." , místo "termín" bych požil "matematický člen". Nebo na str. 12 "V této práci se studuje postranní úprava řetězce hyaluronanu pomocí Polylysinu (PLL).", zde se asi jedna o překlep a autorka zřejmě myslela "úprava postranního řetězce". Bohužel se ale v práci dají najít i přímo faktické chyby, např. kapitola 2.5.1 na str. 29 pojednávající o solvataci. Autorka nerozlišuje mezi implicitním a explicitním solvatačním modelem. Ze začátku popisuje implicitní sovatační model, ve stejné kapitole píše o zaplnění volného prostoru molekulami solventu, což je explicitní solvatace, aniž by to rozlišila. Je tak navíc nejednoznačné určit jaký solvatační model používala. Při MD simulacích se běžně používá explicitní solvent, a navíc autorka při konkrétním popisu systému v experimentální časti práce píše o interakcích PLL a HA s molekuly solventu a z Obr 21 je patrné, že zřejmě byl při jejich simulacích použit explicitní a nikoliv implicitní solvent (v práci to ale není jednoznačně uvedeno). Výhrady mám ke kvalitě obrázků. V práci jsou použity obrázky s velmi nízkým rozlišením Obr 1, 2 a další. Dále Obr. 20-22,24 jsou na tmavém pozadí (sreenshot terminálu) zatímco Obr 23 (taky screenshot) je na bílém pozadí, zvykem je dávat do publikací pokud možno obrázky na bílém pozadí, což lze u barvy pozadí terminálu snadno změnit. To samé se tyká obrázku z VMD (Obr. 25-27), opět je snadné změnit barvu pozadí na bílou, podobně to lze udělat i u Obr. 38-40, které jsou aspoň v kvalitnějším rozlišení. Dále se v práci nachází nekonzistence ve formátu citací. V kapitole 3.2. na str. 34 jsou uvedeny citace v závorce se jménem prvního autora (např. Kirschner, 2008), zatímco ve zbytku práce jsou citace uváděny číslem v hranaté závorce. Experimentální část práce je velmi podrobná, zvláště část popisující samotnou práci se soubory. Zde nejsem úplně přesvědčen o účelnosti velmi podrobného popisu každého jednotlivého příkazu. Teoreticky by se to dalo považovat za podrobný tutorial pro samotné modelování s programem GROMACS, ale na to to není dost obecně napsané a čtenář práce nemusí být opravdu zvědavý, jak si autorka pojmenovala jednotlivé pracovní sobory. Uvést všechny ty příkazy pro jeden systém lze ještě brát jako příklad, ale uvádět jednotlivé příkazy pro jiný systém opakovaně (jen s jinými jmeny souborů) mi přijde přímo ubíjející. Místo toho mohla autorka uvést např. počty molekul rozpouštědla pro jednotlivé systémy nebo časy jejich simulací, tuto informaci jsem v práci přímo nenašel. Např. Tab 2 obsahuje jednotlivé použité utility programu GROMCAS a je celkem užitečná, jen bych rád zdůraznil, že qsub není utilita GROMACSu, ale je to příkaz systému na odeslání do frontového systému. K samotnému závěru práce nemám vážnějších výhrad, jen některé pzorování mohli být trochu detailněji diskutovány (např. proč se snižující se koncentrací PLL peptidů v systému se zvyšuje počet vodíkových vazeb připadající na jednu makromolekulu PLL peptidu). Autorka dokázala samostatně modelovat systém pomocí MD simulace v programu GROMACS, naučila se práci s program v prostředí UNIX, dokázala úspěšně analyzovat výsledky simulací, které jsou užitečné pro budoucí studium HA s proteiny. Autorka rovněž demonstrovala dobrou práci s literaturou. Samotná diplomová práce má ale po formální stránce nedostatky, hlavně v jazykové úrovni, kvality obrázku a některými faktickými chybami.

eVSKP id 148597