Úspěšné absolvování předmětu znamená dosažení alespoň 50% ze zkouškového testu.

To pass the exam the students have to complete successfuly a written test with a score of at least 50%.

Povinná:

• Výukové materiály [online]. Dostupné z: https://e-learning.vscht.cz/course/view.php?id=3175

Z: https://clab.vscht.cz/nmr/vyuka/struktbio

D: Renaud J.-P.: Structural Biology in Drug Discovery, 2020, John Wiley & Sons, Inc. ISBN: 9781118681015 (available via NTK)

D: Spence J.C.H. High-resolution electron microscopy. 2013, 4th. ed. Oxford University Press, ISBN: 0199668639 (available via NTK)

Kurz je realizován formou přednášek. Studenti řeší během kurzu vlastní projekt, jehož úspěšné splnění přispívá k hodnocení.

The course is realized in the form of lectures. Students work on their own project during the course, the successful completion of which contributes to the evaluation.

Výuka je zakončena klasifikovaným zápočtem formou písemného testu, ve kterém musí být dosaženo alespoň 50%. Konečné hodnocení je možné vylepšit ústním pohovorem.

The course is concluded with a graded credit in the form of a written test, which must be scored at least 50%. The final assessment can be improved by an oral interview.

1. Strukturní databáze a jejich využití, porovnávání jednotlivých struktur mezi sebou, molekulární elektrostatika

2. Predikce struktur proteinů, docking, virtuální screening

3. Molekulová mechanika, QM/MM, simulace molekulové dynamiky, problém vzorkování, sbalování proteinů

4. Základy spektroskopie nukleární magnetické resonance (NMR), chemický posun, interakční konstanta, součásti moderního NMR spektrometru

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

9. Mikroskopie skenující sondou (mikroskopie atomárních sil (AFM), skenovací tunelovací mikroskopie (STM), praktické ukázky

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

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

9. Atomic force microscopy AFM, scanning probe microscopy SPM, scanning tunneling microscopy STM

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

Výpočetní metody: http://web.vscht.cz/spiwokv/modelovani/

NMR: http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance

Computing methods: http://web.vscht.cz/spiwokv/modelovani/

NMR: http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance

Studenti budou umět:

Výpočetní metody: visualizace biomolekul a jejich manipulace, základy výpočetních metod 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

Students will be able to:

Computational methods: visualization of biomolecules and their manipulation, basics of computational methods and working with databases.

NMR: basics of NMR spectroscopy and the use of the method for solving spatial structures of proteins, oligonucleotides, mapping their mutual interactions, and further use of the method for studying the physicochemical properties of biologically active substances.

EM: basic characteristics and principles of electron microscopy and scanning probe microscopy, including theoretical sample preparation and analysis of obtained data.

X-ray: preparation of crystals, physical principles of the method, technology for solving structures of biomolecules.

MS: basics of mass spectrometry, overview of methods and their use for studying biomolecules.

SPR: basics of the method and its use for studying complexes.

Optical microscopy: basics of confocal microscopy, high-resolution microscopy.

Studenti by měli mít základy matematiky, fyziky, chemie (organická chemie, biochemie) a instrumentální chemie.

Students should have basic knowledge of mathematics, physics and chemistry, especially biochemistry and instrumental analysis.