Výzkumné projekty prof. P. Hobzy

• přesné výpočty stabilizačních energií párů bazí nukleových kyselin a párů aminokyselin; mnohočásticové členy
• určování struktury modelových a biomolekulových komplexů
• „on-the-fly“ ab initio molekulová dynamika izolovaných molekul, molekulových a biomolekulových komplexů; anharmonická vibrační spektra
• struktura, stabilizační energie a termodynamické vlastnosti ligandových komplexů DNA a proteinů
• nepravá vodíková vazba

Výzkumné projekty M. Kabeláče

• konformační hyperplocha biomolekul
• hydratace a solvatace molekul
• přesné ab initio výpočty nekovalentích interakcí v biologicky relevantních systémech

Výzkumné projekty F. Lankaše

• Náš výzkum je zaměřen na modelování struktury a mechanických vlastností nukleových kyselin na různých délkových a časových škálách
• RNA a DNA modelujeme jako soubor interagujících tuhých těles
• Parametry modelů (materiálové konstanty) získáváme převážně z pokročilých simulací atomistické molekulové dynamiky
• Tak získáme mechanický popis strukturních elementů (motivů) RNA a DNA, z nichž je možné dedukovat vlastnosti složitějších struktur
• Výsledky pomáhají pochopit biologickou funkci nukleových kyselin a jsou užitečné pro racionální návrh RNA a DNA nanostruktur

Výzkumné projekty D. Nachtigallové

Chování excitovaných stavů bazí nukleových kyselin je předmětem studia mnoha experimentálních i teoretickcýh prací. Jejich cílem je pochopení fotochemických vlastností, jež zabraňují poškození DNA ultrafialovým zářením. V naší skupině se zabýváme výpočty elektronicky excitovaných stavů bazí nukleových kyselin v jejich stackovém uspořádání, především za účelem vysvětlení přenosu energie mezi bazemi. Směřujeme k objasnění interakcí mezi elektronicky vzbuzenými stavy bazí v DNA v závislosti na jejich pořadí a vzájemné orientaci. Výpočty na malých modelových systémech pomáhají pochopit tyto jevy s využitím vysoce přesných výpočetních metod, jejichž použití u bazí nuklových kyselin je z hlediska výpočetních nároků často omezené.

Výzkumné projekty V. Špirka

• kvantově-mechanické studie molekulových pohybů oponovaných neharmonickými (tj. obsahujícími více minim) potentiály (konformační dynamika, izomerizace, přenosy protonu, dynamické korekce molekulových vlastností)
• teoretické výpočty vysoce excitovaných rotačně-vibračních stavů malých molekul (statistické vlastnosti stavů, „energy clustering,“ skrytá symetrie, elementární chemické reakce
• přibližné metody kvantově-chemických výpočtů (adiabatické separace, numerická integrace spřažených Schrödingerových rovnic)