Protein structure and computer modelling - MC250S03

• Title: Seminář z modelování proteinů
• Guaranteed by: Department of Biochemistry (31-250)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2014 to 2020
• Semester: summer
• E-Credits: 2
• Examination process: summer s.:
• Hours per week, examination: summer s.:0/2, C [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: not taught
• Language: English
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: RNDr. Vladimír Kopecký, Ph.D.

Annotation

English

Last update: SIMONAT (08.04.2002)

The seminar should initiate and improve practical abilities of students in molecular modeling of protein structure. Training is performed in small groups in a laboratory equipped with an appropriate hardware and software (Silicon Graphics and PC computers, molecular modeling programs). The major areas covered include discussions of protein's structural parameters, methods of homology and energetic modeling, molecular dynamics, docking of ligands, protein databases and protein structure predictions.

Czech

Last update: SIMONAT (08.04.2002)

Seminář má vést posluchače k získání a zdokonalení praktických dovedností
v oboru molekulárního modelování proteinů. Výuka probíhá v malých skupinách v laboratoři vybavené odpovídajícím hardware a software (počítače Silicon Graphics a PC, programy na molekulární modelování. Seminář pokrývá zejména detailní diskusi strukturních parametrů proteinů, metod homologního modelování a modelování založeného na minimalizaci energie, molekulové dynamiky, interakce proteinů s nízkomolekulárními ligandy, seznámení s proteinovými databázemi, a metody predikce struktury proteinů.

Literature

Last update: prof. RNDr. Jiří Hudeček, CSc. (15.05.2012)

Podle zadání vedoucího semináře.

Requirements to the exam

Last update: RNDr. Jiří Liberda, Ph.D. (26.04.2012)

ústní zkouška v rozsahu sylabu

Syllabus

English

Last update: SIMONAT (11.04.2002)

1. Structural arrangement of proteins: dominant effects in protein folding, geometric parameters of the polypeptide chain.

2. Sequentional analysis: chain alignments, sources of sequences, Needleman-Wunsch algorithm, substitution matrix.

3. Homology modelling: fragment-based methods, root mean square deviation, framework, rotamer library.

4. Homology modelling: retraint-based methods, probable density function (PDF), spatial restraints.

5. Energetic modelling: potential energy function, local minima, molecular dynamics, periodic water box.

6. Energy minimization: non-derivative methods - SIMPLEX, derivative methods - steepest descent, conjugated gradient, Powell minimizer.

7. Calculation of partial charges: Gasteiger-Marsili method, Hückel method, Gasteiger-Hückel method.

8. Molecular dynamics: microcanonical ensemble, canonical ensemble, isobaric ensemble, simulated annealing, SHAKE procedures.

9. Docking of ligands: flexible-flexible, flexible-rigid, rigid-rigid.

10. Protein databases on the Internet. Homology searches using BLAST and related programs. Public software available for the analysis of mass spectrometry data, and for the prediction of physicochemical parameters of proteins.

11. Prediction of protein structure and function.

Czech

Last update: SIMONAT (11.04.2002)

1. Strukturní uspořádání proteinů: dominantní efekty při procesu sbalení, geometrické parametry polypeptidového řetězce.

2. Sekvenční analýza: porovnávání řetězců, zdroje sekvence, Needlemanův-Wunschův algoritmus, substituční matrice.

3. Srovnávací modelování: fragmentové metody, střední kvadratická odchylka, strukturní rámec, knihovna rotamerů.

4. Srovnávací modelování: metody prostorových omezení, funkce hustoty pravděpodobnosti (PDF), prostorová omezení.

5. Energetické modelování: funkce potenciální energie, lokální minima, molekulární dynamika, periodická vodní krabice.

6. Minimalizace energie: nederivativní metody - SIMPLEX, derivativní metody - metoda nejstrmějšího pádu, konjugovaný gradient, Powellova metoda.

7. Metody výpočtu nábojů: Gasteiger-Marsiliho metoda, Hückelova metoda, Gasteigerova-Hückelova metoda.

8. Molekulární dynamika: mikrokanonický soubor, kanonický soubor, isobarický soubor, simulovaný annealing, SHAKE procedury.

9. Dokování ligandů: flexibilní-flexibilní, flexibilní-rigidní, rigidní-rigidní.

10. Databáze proteinů dostupné na Internetu. Vyhledávání homologních proteinů, varianty programu BLAST. Veřejně dostupné programy pro analýzu dat z hmotností spektrometrie, a predikci základních fyzikálně-chemických parametrů proteinů.

11. Predikce struktury a funkce proteinů.