Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
Výuka tohoto předmětu si klade za cíl seznámit studenty se základy moderních instrumentálních metod a jejich
využití pro řešení struktury a funkce základních stavebních kamenů živé hmoty, t.j. bílkovin, nukleových kyselin,
oligosacharidů, atd. Zahrnuje metody molekulárního modelování, vizualizace molekul, práce s databázemi a čtyři
základní instrumentální metody strukturní biologie, t.j. spektroskopii nukleární magnetické rezonance, rentgenovou
krystalografii, elektronovou mikroskopii a hmotnostní spektrometrii. V každém bloku jsou probírány základy
metody, její využítí a úkazky řešení konkrétních problémů.
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
The main goal of the course is to teach students the fundaments of modern instrumental techniques like mass spectrometry, nuclear magnetic resonance spectroscopy, X-ray crystallography, optical and electron microscopy, surface plasmon resonance and their applications in biochemistry. microbiology and other biological sciences. Introductory lectures cover methods of visualisation of biomolecules, computational methods and work with databases.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
Studenti budou umět:
Výpočetní metody: visualizace biomolekul a jejich manipulace, metody molekulové dynamiky a práce s databázemi.
NMR: základy NMR spektroskopie a využití metody pro řešení prostorových struktur proteinů, oligonukleotidů.., mapování jejich vzájemných interakcí a další využití metody pro studium fyzikálně-chemických vlastností biologicky aktivních látek
EM: základní charakteristiky a principy elektronové mikroskopie a mikroskopie skenující sondou, včetně teoretické přípravy vzorků a analýzy získaných dat
RTG: příprava krystalů, fyzikální základy metody, technologie řešení struktur biomolekul
HS: základy hmotnostní spektrometrie, přehled metod a jejich využítí pro studium biomolekul
SPR: základy metody a její využítí pro studium komplexů
Optická microskopie: základy konfokální mikroskopie, mikroskopie s vysokým rozlišením
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
Students will be able to:
They will get an overview of modern analytical techniques common in biological sciences. They will learn the application field of each method, as well as their advantages and disadvantages. They will also be able to process and use experimental data from each instrumental method in their own work.
Literatura -
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
Z: http://www.vscht.cz/nmr/mol_model_bioinfo/
D: Karlík M., Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, ČVUT Praha, 2011, 978-80-01-04729-3
D: H. Günther: NMR Spectrosocopy John Wileay and Sons, 2.vydání, 2001
D: Orsburn B.C., Handbook of basic mass spectrometry for biologists and medical technologists: What you really need to know to get started, Bench to Bedside Press, New York, 2010, 0615434983.
D: de Hoffmann E., Stroobant V., Mass spectrometry: Principles and Applications, Chichester, 2007, 978-0-470-03310-4.
D: A. Fiser, A. Sali. Modeller: generation and refinement of homology-based protein structure models. Methods Enzymol 374, 461-491, 2003.
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
R: http://www.vscht.cz/nmr/mol_model_bioinfo/
A: Karlík M., Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, ČVUT Praha, 2011, 978-80-01-04729-3
A: H. Günther: NMR Spectrosocopy John Wileay and Sons, 2.vydání, 2001
A: Orsburn B.C., Handbook of basic mass spectrometry for biologists and medical technologists: What you really need to know to get started, Bench to Bedside Press, New York, 2010, 0615434983.
A: de Hoffmann E., Stroobant V., Mass spectrometry: Principles and Applications, Chichester, 2007, 978-0-470-03310-4.
A: A. Fiser, A. Sali. Modeller: generation and refinement of homology-based protein structure models. Methods Enzymol 374, 461-491, 2003.
Studijní opory -
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
5. Postup při řešení struktur biomolekul, využití NMR pro studium komplexů, Konkrétní příklady řešení struktur, dynamiky a studia interakcí molekul
6. Základy struktur proteinů, úvod do rentgenové krystalografie, Krystaly makromolekul a jejich příprava
7. Teorie difrakce, sběr difrakčních dat, řešení prostorové struktury biomolekul, fázový problém, výstavba modelu, upřesňování, validace, práce s modely
8. Principy a techniky elektronové mikroskopie (transmisní (TEM) a skenovací elektronová mikroskopie (SEM), praktické ukázky využití v biologických vědách
10. Úvod do hmotnostní spektrometrie peptidů a proteinů, ionizační techniky, hmotnostní analyzátory, fragmentační techniky
11. Aplikace MS v biologických vědách (určení molekulové hmotnosti, identifikace proteinu, sekvenční analýza peptidů, konformační analýza peptidů a proteinů, studium interakcí). Konkrétní příklady využítí technik hmotnostní spektrometrie.
12. Optická mikroskopie
13. Superrezoluční mikroskopie
14. Povrchová plasmonová rezonance
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
1. Structural databases, basic operations with biomolecular structures, molecular electrostatics
2. Prediction of protein structures, docking, virtual screening
3. Molecular mechanics, QM/MM, molecular dynamics, protein folding
4. Bases of nuclear magnetic resonance spectroscopy, (NMR), chemical shift, coupling constant, instrumental equipment
5. Technology of structure determination of proteins and their complexes, study of dynamical behavior. Practical examples of using NMR
6. Introduction to X-ray crystallography, crystal preparation
7. Diffraction theory, collection of diffraction data, phase problem, structure determination. Model construction, structure validation
8. Principles and basic techniques of electron microscopy, TEM, SEM and their using in biological sciences
10. Introduction to protein mass spectrometry, ionizations techniques, detectors, fragmentation techniques
11. Applications of MS in biological sciences (molecular mass determination, protein identification, sequential analysis…. Practical examples of using MS)
12. Optical microscopy
13. Superresolution microscopy
14. Surface plasmon resonance
Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)
