Course Basics of Molecular Modelling of Drugs builds upon the knowledge and skills acquired in the following courses: General and Bioinorganic Chemistry, Organic Chemistry I and II, Physical Chemistry, Biochemistry, Pharmacology, Pharmaceutical Chemistry (or equivalent courses).Upon successful completion of the course, students are able to use the following terms (including their commonly used abbreviations) in the correct context related to computer-aided modelling of biologically active molecules: ligand, receptor, binding site, intermolecular interactions, hydrogen bond, ionic interaction, halogen bond, pi-pi interaction, hydrophobic interaction, homology model (of a protein), Ramachandran plot, conformation, AlphaFold, PDB, ChEMBL, PubChem, ZINC, CADD, structure-based drug design, ligand-based drug design, SBDD, LBDD, HTVS, de novo design, docking, molecular dynamics, MD, molecular mechanics, MM, quantum mechanics, QM, force field, energy minimization, RMSD, RMSF, QSAR, QSPR, pharmacophore, molecular fingerprint, Tanimoto index.
Learning outcomes:
Based on the acquired knowledge and skills, students:
• define the basic concepts, principles, and goals of computer-aided drug design (CADD);
• are able to navigate protein structures, types of bonds, and interactions between drugs and biological targets;
• identify and describe the fundamental principles of modelling small molecules and biological structures (molecular mechanics, quantum mechanics);
• use publicly available databases and tools to model 3D structures of biological targets and small molecules;
• prepare small molecules and receptor structures for modelling purposes;
• perform basic molecular docking and evaluate its results using scoring functions and visualization tools;
• search for potential ligands for a given receptor using a 3D pharmacophore model;
• explain the principles of molecular dynamics and its applications in studying drug–receptor interactions;
• design and complete a simple CADD project.
Last update: Zitko Jan, doc. PharmDr., Ph.D. (24.03.2025)
Předmět Základy molekulového modelování léčiv navazuje na znalosti a dovednosti získané v předmětech: Obecná a bioorganická chemie, Organická chemie I a II, Fyzikální chemie, Biochemie, Farmakologie, Farmaceutická chemie (nebo obdobných předmětů).
Studující po absolvování předmětu umí použít následující termíny (včetně jejich běžně užívaných zkratek) ve správném kontextu směrem k počítačovému modelování biologicky aktivních molekul: ligand, receptor, vazebné místo, intermolekulární interakce, vodíková vazba, iontová interakce, halogenová vazba, pi-pi interakce, hydrofóbní interakce, homologní model (proteinu), Ramachandranův diagram, konformace, AlphaFold, PDB, ChEMBL, PubChem, ZINC, CADD, structure-based drug design, ligand-based drug design, SBDD, LBDD, HTVS, de novo design, docking, molekulová dynamika, MD, molekulová mechanika, MM, kvantová mechanika, QM, silové pole, energetická minimalizace, RMSD, RMSF, QSAR, QSPR, farmakofor, molecular fingerprint, Tanimoto index.
Výsledky učení:
Studující na základě získaných znalostí a dovedností:
- definují základní pojmy, principy a cíle počítačem podporovaného vývoje léčiv (CADD);
- orientují se ve strukturách proteinů, typech vazeb a interakcích mezi léčivem a cílovou biologickou strukturou;
- identifikují a popíší základní principy modelování malých molekul a biologických struktur (molekulová mechanika, kvantová mechanika);
- použijí veřejně dostupné databáze a nástroje pro modelování 3D struktur biologických cílů a malých molekul;
- provedou přípravu malých molekul a receptoru za účelem modelování;
- provedou základní molekulární docking a vyhodnotí jeho výsledky pomocí skórovacích funkcí a vizualizačních nástrojů;
- provedou vyhledávání potenciálních ligandů daného receptoru pomocí 3D farmakoforového modelu;
- vysvětlí principy molekulové dynamiky a možnosti jejího využití pro studium interakcí léčivo–receptor;
- navrhnou a vypracují jednoduchý CADD projekt.
Last update: Zitko Jan, doc. PharmDr., Ph.D. (24.03.2025)
|
