Računalno istraživanje utjecaja tautomerije na vezanje formicina A u aktivno mjesto purinske nukleozid fosforilaze iz bakterije Helicobacter Pylori ; Vizualizacija u nastavi kemije

diplomski rad

• Naslov (engleski): Computational invastigation the effect of tautomerisation of formycin A with Helicobacter pylori Purine nucleoside phosphorylase / Visualisation in chemistry teaching
• Autor: Tin Miladinović
• Mentor: Branimir Bertoša (mentor)
• Mentor: Nenad Judaš (mentor)
• Član povjerenstva: Branimir Bertoša (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Nenad Judaš (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Iva Juranović Cindrić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivan Kodrin (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Davor Kovačević (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-02-26, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Helicobacter pylori je gram-negativna bakterija koja živi u želucu sisavaca te se procjenjuje da nastanjuje želuce preko polovice ljudske populacije. Iako je četiri petina zaraženih asimptomatsko, H. pylori je identificirana kao uzročnik više bolesti gastrointestinalnog trakta, uključujući i rak. Trenutni je tretman, koji uključuje kombinaciju nekoliko antibiotika kroz više tjedana, skup i agresivan. U potrazi za mogućim novim lijekom, računalnim simulacijama proučava se vezanje različitih spojeva u vezna mjesta ključnih makromolekula bakterije. Formicin A, strukturni analogon adenozina, jedan je od spojeva koji potencijalno pruža mogućnost eliminacije H. pylori bez štetnih posljedica za organizam domaćina. Formicin A djeluje kao inhibitor purinske nukleozid forsforilaze iz bakterije H. pylori, proteina ključnog za obnovu purinskih DNA baza, a time i replikaciju H. pylori. Kako bismo obogatili razumijevanje interakcijskih mehanizama purinske nukleozid fosforilaze s inhibitorima tog proteina, u ovom radu istražene su interakcije različitih tautomernih oblika formicina A s purinskom nukleozid fosforilazom korištenjem računalnih simulacija.
Nastava kemije je zahtjevna – fenomene opažene na makroskopskoj razini potrebno je tumačiti na atomsko- molekulskoj razini. Drugim riječima, ono dostupno osjetilima potrebno je tumačiti promjenama na razini koju ne vidimo. Svaki način vizualizacije problema dobrodošao je u nastavi kemije. Osnovnoškolski i srednjoškolski nastavni programi iz kemije obiluju sadržajima čije je usvajanje olakšano uporabom vizualizacijskih didaktičkih sredstava i materijala. Cilj ovog diplomskog rada bio je osmišljavanje nastavne strategije koja će računalnim programom vizualizirati prostornu građu molekula. Pripremljen je potrebni nastavni materijal i razrađen prijedlog jednog 90-minutnog nastavnog sata utemeljenog na nastavnoj strategiji učenja otkrivanjem, koji može poslužiti kao predložak za uključivanje ovakvih nastavnih sadržaja u svakodnevnu nastavnu praksu.

Sažetak (engleski)

Helicobacter pylori is a gram-negative bacteria that lives in the gastrointestinal tracts of mammals including humans. Even though hosts of H. pylori are mostly asymptomatic, there is a clear link between H. pylori and several gastrointestinal diseases, including cancer. Current treating methods are expensive, aggressive and involve taking several combined antibiotics over a period of several weeks. Developments in computer technology allow in silico methods for testing the viability of various molecules as inhibitors of key macromolecules in the metabolisms of pathogenic bacteria. H. pylori relies on a protein called Purine nucleoside phosphorylase to regenerate its DNA bases for replication, making it a key component and a target for inhibition. This thesis uses methods of molecular modeling to investigate the effect of tautomerisation on the inhibitive powers of formycin A, adenosines structural analogue and a known inhibitor of purine nucleoside phosphorilase.
Teaching chemistry is challenging, as it requires the interpretation of macroscopic phenomena on an atomic/molecular level. In other words, we need to interpret a visible change in terms of something invisible to the naked eye. Therefore, when teaching chemistry, any visualisation methods are welcome. The purpose of this thesis was to develop a teaching strategy that relies on the application of computer software to visualise the spatial structure of molecules. A single, 90 minute lesson based on the strategy of learning by discovery was developed to serve the purpose of introducing of modern visualisation techniques into the common teaching practice.

• Ključne riječi: formicin; Heliobacter pylori; modeliranje; pnp; tautomerija; vizualizacija
• Ključne riječi (engleski): formycine; Heliobacter pylori; modelling; pnp; tautomersation; visualisation
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:701884
• Studijski program: Naziv: Kemija (jednopredmetni); smjerovi: nastavnički; Smjer: nastavnički; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra edukacije kemije (mag.educ.chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2020-03-18 12:56:38