Biophysical chemistry II - experimental methods - MC260P45

• Title: Biofyzikální chemie II - experimentální metody
• Czech title: Biofyzikální chemie II - experimentální metody
• Guaranteed by: Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2014
• Semester: summer
• E-Credits: 4
• Examination process: summer s.:
• Hours per week, examination: summer s.:2/1, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Additional information: http://www.natur.cuni.cz/chemie/fyzchem
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D.
• Teacher(s): prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D.
• Class: MALDI-TOF MS Systém

Annotation

English

Last update: prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D. (20.02.2019)

BIOPHYSICAL CHEMISTRY II

The objective of the course is to provide a deep understanding of physical chemistry applied to biological problems in order to understand structure and function. The course should make the student familiar with the most important methods of studying and interpreting protein structure and function (protein x-ray crystallography, SAXS, NMR, cryo-EM, ITC and DSC, SPR, analytical ultracentrifugation and selected methods of mass spectrometry).

Czech

Last update: prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D. (20.02.2019)

Tato přednáška navazuje a rozšiřuje přednášku Biofyzikální chemie I (MC260P44). Hlavní pozornost je věnována pokročilým metodám studia a interpretace struktury a funkce biopolymerů, zejména rentgenostrukturní analýze, SAXS, NMR, kryoelektronové mikroskopii, analytické ultracentrifugaci, mikrokalorimetrii, povrchové resonanci plasmonu a vybraným metodám hmotnostní spektrometrie).

Literature

Last update: prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D. (26.06.2014)

ZÁKLADNÍ (povinná):
Kodíček, M., Karpenko, V.: Biofysikální chemie, Academia, Praha, 2000.
Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky, Academia, Praha, 1989.

Studijní materiály (prezentace z přednášek) jsou dostupné v systému Moodle UK.

DOPORUČENÁ:
Bergethon, P. R.: The Physical Basis of Biochemistry, Springer Verl., 2010.
Cantor, C.R., Schimmel, P.R.: Biophysical Chemistry I-III, W.H. Freeman and Company, San Francisco 1980.
Allen, J.P.: Biophysical Chemistry, Wiley-Blackwell, 2008.
Cooper, A.: Biophysical Chemistry, The Royal Society of Chemistry, 2004.

Requirements to the exam

Last update: prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D. (31.10.2011)

Forma zkoušky: kombinovaná, první část zkoušky je písemný test v rozsahu přednášené látky (nutno získat > 60% bodů), druhá část zkoušky je ústní zkoušení v rozsahu přednášené látky.

Syllabus

English

Last update: prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D. (20.02.2019)

1. Comparison of techniques used to study structure of biopolymers.
2. Protein crystallization, symmetry, crystal systems, Bravais lattices, unit cell, asymmetric unit.
3. Theory of diffraction. Atomic scattering factor. Structural factor.
4. Laue conditions. Reciprocal lattice. Ewald construction. Phase problem. 
5. Methods of phase problem solution. Patterson map and identification of heavy atom locations. Principles of MIR, SIR, SAD, MAD and MR.
6. Collection and processing of diffraction data. Model building. Structure refinement. Analysis of obtained structural model.
7. Principle of NMR, 2D NMR. COSY and NOESY. Protein NMR. 
8. Cryo-electron microscopy.
9. Analytical ultracentrifugation. Sedimentation velocity and sedimentation equilibrium methods.
10. Microcalorimetry. ITC and DSC.
11. Surface plasmon resonance (SPR).
12. SAXS - small angle X-ray scattering.
13. Selected techniques of mass spectrometry (chemical cross-linking, HDX-MS).

Czech

Last update: prof. RNDr. Tomáš Obšil, Ph.D. (20.02.2019)

Forma zkoušky: kombinovaná, první část písemný test (nutno získat > 60% bodů), druhá část ústní zkoušení.

Sylabus přednášky:
1. Základní přehled a srovnání metod studia struktury biopolymerů.
2. Krystalizace proteinů, popis krystalu, krystalografická symetrie, krystalové soustavy, základní jednotka, asymetrická jednotka.
3. Teorie difrakce. Difrakce na jednom elektronu. Difrakce na atomu. Definice atomového rozptylového faktoru. Definice strukturního faktoru.
4. Teorie difrakce. Odvození difrakčních (Laueho) podmínek. Reciproká mřížka. Ewaldova konstrukce. Fázový problém.
5. Řešení fázového problému. Pattersonova mapa a určení polohy těžkých atomů. Principy metod MIR, SIR, SAD, MAD. Princip metody molekulového nahrazení.
6. Zpracování a analýza difrakčních dat. Stavba modelu struktury. Metody upřesňování struktury. Analýza strukturního modelu.
7. Princip NMR, 2D NMR. Měření COSY a NOESY. Princip získání strukturní informace z NMR dat.
8. Kryoelektronová mikroskopie a její využití v biofyzikální chemii proteinů.
9. Metody analytické ultracentrifugace. Metody sedimentačních rychlostí a sedimentační rovnováhy.
10. Mikrokalorimetrie. Isotermální titrační kalorimetrie a diferenční skenovací kalorimetrie.
11. Povrchová resonance plasmonu (SPR).
12. SAXS - nízkoúhlový rozptyl rentgenového záření
13. Vybrané metody MS (chemické zesítění, HDX-MS)