Drug design - MB151P98

• Title: Drug design
• Czech title: Návrh léčiv
• Guaranteed by: Department of Cell Biology (31-151)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2024
• Semester: winter
• E-Credits: 4
• Examination process: winter s.:combined
• Hours per week, examination: winter s.:2/2, C+Ex [DS]
• Capacity: 30
• Min. number of students: 5
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: English
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: RNDr. Mgr. Martin Lepšík, Ph.D.
• Teacher(s): RNDr. Mgr. Martin Lepšík, Ph.D.; doc. Ing. Václav Veverka, Ph.D.

Annotation

English

One-semester practical course in English aims at obtaining an overview and hands-on experience in using
computational methods for modern drug design. It is desirable that the attendees have previous knowledge of
structure and function of biomolecules, general chemistry and use of computers for scientific work. Aimed at
Master students of 1st or 2nd year (potentially 3rd year Bachelor students) and PhD students including medical
faculties.

The topics covered in the course:
1. Discovery of new biologically active compounds
2. Structure, dynamics and interactions in biomolecule-ligand complexes
3. Biologically active compounds, their properties and interactions
4. Docking, molecular mechanics and dynamics, scoring
5. Ligand-based drug design

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Czech

Jednosemestrální praktický kurs (přednášky a cvičení) v angličtině je zaměřen na získání přehledu a praktických
dovedností v používání výpočetních metod pro moderní návrh léčiv. Je s výhodou, pokud frekventanti tohoto kursu
absolvovali přednášky o struktuře a funkci biomolekul, obecné chemii a použití počítačů k vědecké práci. Určeno
pro studenty 1. a 2. ročníku navazujícího magisterského studia (příp. pro 3. ročník bakalářského studia) a pro
postgraduální (Ph.D.) studenty včetně lékařských oborů.

V kurzu budou probírána následující témata:
1. Objevování nových biologicky aktivních látek
2. Struktura, dynamika a interakce v komplexech biomolekul s ligandy
3. Biologicky aktivní látky, jejich vlastnosti a interakce
4. Dokování, molekulová mechanika, dynamika, skórování
5. Návrh léků založený na ligandech

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Literature

English

The topics are partially covered in the following books:

Basic: Young, D.C. Computational Drug Design. Wiley, 2009.

Krogsgaard-Larsen, P; Stromgaard, K; Madsen, U. Textbook of Drug Design and Discovery, 4th ed., CRC Press, 2010.

Recommended: Young D.C. Computational Chemistry, a Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. Wiley, 2001.

Leach AR. Molecular Modelling - Principles and Applications (2 edition). Pearson Education, 2001.

Alvarez, J. & Shoichet B. (Eds.). Virtual Screening in Drug Discovery. Taylor&Francis, 2005.

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Czech

Obsah přednášky je částečně pokryt v následujících knihách:

Základní: Young, D.C. Computational Drug Design. Wiley, 2009.

Krogsgaard-Larsen, P; Stromgaard, K; Madsen, U. Textbook of Drug Design and Discovery, 4th ed., CRC Press, 2010.

Doporučená: Young D.C. Computational Chemistry, a Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. Wiley, 2001.

Doporučená: Leach AR. Molecular Modelling - Principles and Applications (2 edition). Pearson Education, 2001.

Doporučená: Alvarez, J. & Shoichet B. (Eds.). Virtual Screening in Drug Discovery. Taylor&Francis, 2005.

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Requirements to the exam

English

The exam is awarded with 4 credits.

The PROJECT: A mini-project on a selected topic from Hands-on sessions is required for entering the exam.

The EXAM entails questions on the topics covered in the lectures.

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Czech

Zkouška je hodnocena 4 kredity.

PROJEKT: Studenti si vyberou téma z praktických cvičení a vypracují malý projekt. Nutné pro připuštění ke zkoušce.

ZKOUŠKA se skládá z otázek na témata probíraná na přednáškách.

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Syllabus

English

Lecture topics:
1. Molecular medicine, biomolecular targets, drug design and discovery (ML)

2. Structure and dynamics of biomolecular targets (proteins, nucleic acids) (VV)

3. Structural biology methods (X-ray crystallography, NMR, cryo-EM, AlphaFold) (VV)

4. Hands-on Session: PyMol visualization and design (ML)

5. Small-molecule drug properties (ML)

6. Structure-based drug design (virtual screening, docking, scoring) (ML)

7. Hands-on Session: Docking - AceDock ( ML)

8. Ligand-based drug design - chemiinformatics, QSAR, pharmacophore, ADMET, (ML)

9. Biological therapeutics (VV)

10. Pharmaceutical industry case study (ZH)

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Czech

Témata přednášek:
1. Molekulární medicína, biomolekulární terapeutické cíle, návrh a objevování léků (ML)

2. Struktura a dynamika biomolekulárních cílů (proteiny, nukleové kyseliny) (VV)

3. Metody strukturní biologie (rentgenová krystalografie, NMR, cryo-EM, AlphaFold) (VV)

4. Praktické cvičení: Vizualizace a návrh ligandů v PyMolu (ML)

5. Vlastnosti nízkomolekulárních léků (ML)

6. Návrh léků založený na struktuře cíle (virtuální prohledávání knihoven látek, dokování,

skórování) (ML)

8. Praktické cvičení: Dokování - AceDock (ML)

9. Návrh léků založený na ligandech - chemiinformatika, QSAR, farmakofory, ADMET, (ML)

11. Biologická léčiva (VV)

12. Příklad z praxe farmaceutického vývoje (ZH)

Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)