Structural bioinformatics - MC260P86

• Title: Strukturní bioinformatika
• Czech title: Strukturní bioinformatika
• Guaranteed by: Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2014 to 2018
• Semester: winter
• E-Credits: 3
• Examination process: winter s.:
• 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
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: prof. Ing. Bohdan Schneider, CSc.
• Teacher(s): prof. Ing. Bohdan Schneider, CSc.
• Is incompatible with: MB151P116

Annotation

Last update: prof. Ing. Bohdan Schneider, CSc. (06.05.2012)

Předmět vás naučí základům strukturní bioinformatiky, která studuje principy výstavby biomolekul jako prostorových útvarů. Dosahuje toho tvorbou nástrojů k jejich studiu, archivaci, popisu i předpovědím.

Literature

Last update: prof. Ing. Bohdan Schneider, CSc. (06.05.2012)

Základní učebnice

J. Gu; P. Bourne: Structural bioinformatics. Second edition, Wiley-Blackwell, Hoboken (2009).

C Brandén; J. Tooze: Introduction to Protein Structure. Second Edition, Garland Publishing, New York (1998).

S. Neidle, editor: Oxford Handbook of Nucleic Acid Structure. Oxford University Press, Oxford, (1999).

B. Rupp: Biomolecular Crystallography: Principles, Practice, and Application to Structural Biology. Garland Science, New York (2009).

A.M. Lesk: Introduction to Bioinformatics. Oxford University, Oxford (2002).

G. Rhodes: Crystallography made crystal clear. Elsevier, Amsterdam (2006).

B. Alberts; A. Johnson; J. Lewis; M. Raff; K. Roberts; P. Walter: Molecular Biology of the Cell, Garland, New York (2002).

Základní knižní díla dostupná zdarma na internetu:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/

Plné texty jsou dostupné například pro následující základní díla:

Biochemistry. Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; and Stryer, Lubert. New York: W. H. Freeman and Co.; 2002.

The Cell - A Molecular Approach. 2nd ed. Cooper, Geoffrey M. Sunderland (MA): Sinauer Associates, Inc.; 2000.

Molecular Biology of the Cell. 4th ed. Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. New York: Garland Publishing; 2002.

Sequence - Evolution - Function. Computational Approaches in Comparative Genomics.

Koonin, Eugene V. and Galperin, Michael Y. Norwell (MA): Kluwer Academic Publishers; 2003.

Hlavní database a zdroje informací na webu:

Strukturní databáze PDB: http://rutgers.rcsb.org/pdb/

Strukturní databáze NDB: http://ndbserver.rutgers.edu/

Sekvenční databáze NCBI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

Sekvenční databáze UniProt: http://www.uniprot.org/

Základy krystalografie česky: http://www.xray.cz/krystalografie/

Requirements to the exam

Last update: prof. Ing. Bohdan Schneider, CSc. (07.05.2012)

Cyklus přednášek končí zkouškou. Zkouška se skládá z písemné a ústní části. V rámci písemné části posluchač vyhledá zadané struktury (nebo třídy struktur), kriticky zhodnotí jejich kvalitu a diskutuje jejich hlavní rysy. V ústní části je tyto výsledky nutné obhájit.

Syllabus

Last update: prof. Ing. Bohdan Schneider, CSc. (06.05.2012)

1. Proč studovat struktury biomolekul. Vztahy struktura funkce v chemii a biologii. Formální popis trojrozměrných objektů. Stereochemie a struktura stavebních kamenů biomolekul, aminokyselin a nukleotidů.

2. Strukturní bioinformatika proteinů I. Vztah mezi aminokyselinovou sekvenci a strukturou proteinu. Metody porovnávání sekvencí a struktur, motivy terciární struktury, klasifikace proteinových foldů. Motiv, doména a fold.

3. Strukturní bioinformatika proteinů II. Návrh léčiv založený na znalosti 3D struktur cílových proteinů.

4. Strukturní bioinformatika nukleových kyselin. I. Helikální konformace. Struktury komplexů proteinů s DNA.

5. Strukturní bioinformatika nukleových kyselin. II. 3D struktury molekul RNA a DNA. Struktury komplexů proteinů s RNA.

6. Krystalografie jako hlavní zdroj molekulárních struktur. I: Krystalografický experiment, krystalizace, měření a vyhodnocení difrakce na monokrystalech. Symetrie krystalů, krystalografické grupy symetrie. II: Řešení a rafinace struktur.

7. Validace molekulárních struktur, "kontrola kvality struktur". Odhad přesnosti a správnosti struktur. Standardní "slovníky" valenční geometrie a oligomerních motivů. Programové nástroje pro validaci makromolekul, off-line a na webu, RCSB, MolProbity.

8. Porovnání experimentálních metod stanovení molekulárních struktur, krystalografie, NMR, MS a dalších pokročilých spektrálních technik a elektronové mikroskopie.

9. Databáze Protein Data Bank (PDB) I: Obsah databáze, formáty dat.

10. PDB II: Architektura databáze, hledání v databázi. Nástroje pro analýzu strukturních dat.

11. Nucleic Acid Database (NDB). Hlavní databáze struktur nukleových kyselin, obsah, použití databáze.

12. Databáze organických struktur Cambridge Structural Database (CSD): Obsah databáze, základy hledání a zpracování dat.

13. Další významné zdroje informací na webu a jejich použití, sekvenční a publikační databáze a jejich spojení se strukturními databázemi.

14. Základní metody porovnání molekulárních struktur. Nastínění statistických metod vhodných pro analýzy molekulárních struktur (hlavní komponenty, metody klastrování, grafická analýza dat v 1, 2 a 3 rozměrech). Zobrazování molekulárních struktur, základní programové vybavení.