X-ray Structure Analysis of Biomolecules and Macromolecules - NBCM098

• Title: Rentgenová strukturní analýza biomolekul a makromolekul
• Guaranteed by: Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2007 to 2016
• Semester: winter
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: winter s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D.; prof. RNDr. Pavla Čapková, DrSc.
• Classification: Physics > Biophysics and Chemical Physics

Annotation

English

Last update: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (29.01.2019)

Structural crystalography and physical principals of difractional analysis of crystalic, semicrystalic and amorphous solids.

Czech

Last update: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (29.01.2019)

Základy strukturní krystalografie a fyzikální základy difrakční analýzy krystalických, částečně uspořádaných a amorfních látek s důrazem na vztah struktury a vlastností a se zaměřením na aplikace metod strukturní analýzy v biofyzice, makromolekulární fyzice, chemické fyzice a krystalochemii.

Aim of the course

Last update: doc. RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D. (27.04.2023)

Difrakční experimenty, principy a využití pro biologii, strukturní analýza s využitím výpočetních metod.

Literature

Last update: doc. RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D. (27.04.2023)

J. Chojnacki : Základy chemické a fyzikální krystalografie, Academia Praha 1979.

V. Valvoda, M. Polcarová, P. Lukáč: Základy strukturní analýzy, Karolinum, Praha, 1992.

I. Kraus : Úvod do strukturní rentgenografie, Academia, 1985.

Teaching methods

Last update: doc. RNDr. Miroslav Pospíšil, Ph.D. (03.10.2017)

Přednáška.

Syllabus

English

Last update: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (29.01.2019)

Structural crystalography and physical principals of difractional analysis of crystalic, semicrystalic and amorphous solids.

Czech

Last update: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (29.01.2019)

Úvod: Vztah struktury a vlastností (struktura a biologická aktivita) a význam tohoto vztahu pro predikci vlastností ve vývoji nových i materiálů.

Základy strukturní krystalografie; Popis 3D periodických krystalových struktur: Volba buňky, typy mříží, operace symetrie bodových a prostorových grup; Reciproká mříž a její vlastnosti. Reciproká mříř a difrakční obraz. Vizualizace krystalových struktur a demonstrace účinků operace symetrie prostorových grup pomocí systému Cerius.

Difrakce Rtg záření na krystalových strukturách; Difrakční podmínka v přímém a reciprokém prostoru; Způsoby naplnění difrakční podmínky a základní typy difrakčních experimentů; Vliv symetrie struktury a typu krystalové mříře na tvar difraktogramů, Friedelův zákon, vyhasínací podmínky. Demonstrace vlivu symetrie struktur a typu mříží na tvar difraktogramů v práškových a monokrystalických vzorcích pomocí systému Cerius.

Fyzikální základy rtg difrakce: Od difrakce na atomech k difrakci na 3D periodických strukturách, strukturní faktor; Intenzita difraktovaného záření; Elektronová hustota a strukturní faktor; Fázový problém strukturní analýzy a metody jeho řešení, Pattersonova funkce, statistické metody v řešení fázového problému.

Difrakce na reálných krystalech: Vliv teplotních kmitů na difrakční obraz, Difrakce na částečně neuspořádaných strukturách; Typy krystalových poruch a jejich projevy na difraktogramech; Difrakce na amorfních látkách - radiální distribuční funkce a její interpretace. Přednostní orientace krystalitů - textura v přírodních a syntetických polymerních vláknech.

Určování struktur makromolekulárních látek maloúhlovým rozptylem; Příklady struktur makromolekulárních látek: struktury polymerů, bílkovin, struktura DNA, struktury virů.

Difrakce neutronů, elektronů a synchrotronového záření, fyzikální povaha a z ní vyplývající možnosti využití ve strukturní analýze.