Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (10.06.2022)
Introduction to the problems of molecular biology
Preparation of materials for research
Diffraction on crystalline materials
Diffractometers
Phase problem solution
Real-time experiments
Neutron diffraction
Practical applications of synchrotron radiation
Last update: Mgr. Kateřina Mikšová (10.06.2022)
1. Úvod do problematiky molekulární biologie
Důležitost znalosti detailní struktury makromolekulárních systémů. Příklady ukazující vztah struktury a funkce makromolekulárních soustav.
2. Příprava materiálů pro výzkum
Příprava a zdroje biomakromolekul, izolace a čištění biologických materiálů. Příprava systémů vhodných k měření a krystalizace makromolekul, kryokrystalografie
3. Difrakce na krystalických materiálech
Opakování základů difrakčních technik, Evaldova konstrukce, odvození základních vztahů mezi strukturou a difrakčním obrazem
4. Difraktometry
Různá uspořádání difrakčního experimentu Stanovení strukturních parametrů, symetrie, výpočet strukturních faktorů ~ 5. Synchrotron
Metody získávání a vlastnosti synchrotronového záření. Způsoby práce synchrotronu Experimentální technika používaná pro měření difrakce makromolekul Popis a objasnění funkce vybraných experimentálních zařízení instalovaných na zdrojích synchrotronového záření v Evrope a v USA
6. Řešení fázového problému
Experimentální měření fází strukturních faktorů, dynamická teorie difrakce Základy statistických metod řešení fázového problému Principy využití anomálního rozptylu při řešení fázového problému ~ 7. Způsoby zpřesňování strukturního modelu
Způsoby upřesnění, přesnost a spolehlivost strukturního modelu. Omezující podmínky pro zpřesňování struktury. Důvody a limity využití molekulárního modelování
8. Sledování procesů v reálném čase
Základy a podmínky experimentu umožňujícího sledování procesů v časovém rozlišení až 100 ps. Projekt "Free electron laser"
9. Difrakce neutronů
Rozdíly mezi difrakcí rtg záření a pomalých neutronů. Příklady praktických aplikací.
10. Příklady praktického využití difrakce synchrotronového záření
Strukturní databáze a příklady jejich použití pro objasnění vztahu mezi molekulární strukturou a funkcí - rtg difrakce pri návrhu léciv inhibujících mutantní kmeny HIV proteázy - experimentální a teoretické studium mezimolekulárních interakcí, solvatace makromolekul - studium struktury fázových prechodu u reversní transkriptázy HIV - studium rychlých biochemických reakcí - reakcní dráha uvolnování CO2 z myoglobinu ¨ Praktická cvicení a exkurse - Krystalizacní techniky - Proteinový difraktometr - Molekulární modelování, metody popisu a zobrazování makromolekulárních soustav