PředmětyPředměty(verze: 855)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Experimental techniques of structural biology - AP320011
Anglický název: Experimental techniques of structural biology
Zajišťuje: Ústav biochemie a mikrobiologie (320)
Platnost: od 2019
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 3/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: zimní:neurčen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Ulbrich Pavel doc. Ing. Ph.D.
Spiwok Vojtěch doc. Ing. Ph.D.
Hrabal Richard prof. Ing. CSc.
Záměnnost : P320011
Anotace -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)
Předmět Experimentální techniky strukturní biologie si klade za cíl seznámit studenty doktorského studia s moderními instrumentálně analytickými technikami, které nacházejí stále větší uplatnění ve vědách o živé přírodě, jako je např. biochemie, mikrobiologie, bioinženýrství... Výuka pokrývá jak fyzikální základy těchto metod, tak i příklady jejich využití v praxi. Jedná se o hmotnostní spektrometrii, spektroskopie nukleární magnetické resonance, rentgenovou krystalografii, optickou a elektronovou mikroskopii a povrchovou plasmonovou rezonanci. Úvodní blok přednášek je věnován metodám visualizace molekul, výpočetním metodám a práci s databázemi.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

Cílem výuky tohoto předmětu není vychovat specialisty v instrumentální analýze, ale podat celkový přehled o dostupných technikách. Absolvováním kurzu získájí studenti následující znalosti a dovednosti:

Výpočetní metody: visualizace biomolekul a jejich manipulace, základy výpočetních metod a práce s databázemi. V rámci tohoto bloku budou studenti samostatně pracovat na projektu visualizace molekul, který bude následně hodnocen.

NMR: základy NMR spektroskopie a využití této 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

Literatura -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

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.

Studijní opory
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

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

EM: http://www.paru.cas.cz/lem/book/index.html

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

Požadavky ke kontrole studia
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

Nejsou.

Sylabus -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

Strukturní databáze a jejich využití, porovnávání jednotlivých struktur mezi sebou, molekulární elektrostatika,predikce struktur proteinů, docking, virtuální screening, molekulová mechanika, QM/MM, simulace molekulové dynamiky, problém vzorkování, sbalování proteinů.

Základy spektroskopie nukleární magnetické resonance (NMR), chemický posun, interakční konstanta, součásti moderního NMR spektrometru, postup při řešení struktur biomolekul pomocí NMR, využití NMR pro studium komplexů, konkrétní příklady řešení struktur, dynamiky a studia interakcí molekul

Základy struktur proteinů, úvod do rentgenové krystalografie, krystaly makromolekul a jejich příprava, teorie difrakce, sběr difrakčních dat, řešení prostorové struktury biomolekul, fázový problém, výstavba modelu, upřesňování, validace, práce s modely

Principy a techniky elektronové mikroskopie (transmisní (TEM) a skenovací elektronová mikroskopie (SEM), praktické ukázky využití v biologických vědách, mikroskopie skenující sondou (mikroskopie atomárních sil (AFM), skenovací tunelovací mikroskopie (STM), praktické ukázky

Úvod do hmotnostní spektrometrie peptidů a proteinů, ionizační techniky, hmotnostní analyzátory, fragmentační techniky, 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

Optická mikroskopie-základy a využití, superrezoluční mikroskopie

Povrchová plasmonová rezonance

Vstupní požadavky
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

Základní znalosti z předmětů biochemie, fyzikální, anorganická a organická chemie, fyzika.

Studijní prerekvizity
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

Nejsou.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (15.11.2018)

Samostatné vypracování projektu

Úspěšné absolvování závěrečného písemného testu, ev. ústní zkouška.

 
VŠCHT Praha