PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Molekulové modelování a bioinformatika - D320060
Anglický název: Molecular Modeling and Bioinformatics
Zajišťuje: Ústav biochemie a mikrobiologie (320)
Platnost: od 2011
Semestr: zimní
Body: zimní s.:0
E-Kredity: zimní s.:0
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:0/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
Garant: Hrabal Richard prof. Ing. CSc.
Anotace -
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.
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

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.

Studijní opory -
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)

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

Sylabus -
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)

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

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Hrabal Richard prof. Ing. CSc. (20.10.2015)

Biochemie, fyzikální chemie, instrumentální analýza.

 
VŠCHT Praha