Drug design - MB151P98

• Anglický název: Drug design
• Český název: Návrh léčiv
• Zajišťuje: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2025
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 4
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:kombinovaná
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/2, Z+Zk [DS]
• Počet míst: 40
• Minimální obsazenost: 5
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: angličtina
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: RNDr. Mgr. Martin Lepšík, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Mgr. Martin Lepšík, Ph.D.; doc. Ing. Václav Veverka, Ph.D.

Anotace

čeština

Jednosemestrální praktický kurs (přednášky a cvičení) v angličtině je zaměřen na získání přehledu a praktických
dovedností v používání výpočetních metod pro moderní návrh léčiv. Je s výhodou, pokud frekventanti tohoto kursu
absolvovali přednášky o struktuře a funkci biomolekul, obecné chemii a použití počítačů k vědecké práci. Určeno
pro studenty 1. a 2. ročníku navazujícího magisterského studia (příp. pro 3. ročník bakalářského studia) a pro
postgraduální (Ph.D.) studenty včetně lékařských oborů.

V kurzu budou probírána následující témata:
1. Objevování nových biologicky aktivních látek
2. Struktura, dynamika a interakce v komplexech biomolekul s ligandy
3. Biologicky aktivní látky, jejich vlastnosti a interakce
4. Dokování, molekulová mechanika, dynamika, skórování
5. Návrh léků založený na ligandech

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

angličtina

One-semester practical course in English aims at obtaining an overview and hands-on experience in using
computational methods for modern drug design. It is desirable that the attendees have previous knowledge of
structure and function of biomolecules, general chemistry and use of computers for scientific work. Aimed at
Master students of 1st or 2nd year (potentially 3rd year Bachelor students) and PhD students including medical
faculties.

The topics covered in the course:
1. Discovery of new biologically active compounds
2. Structure, dynamics and interactions in biomolecule-ligand complexes
3. Biologically active compounds, their properties and interactions
4. Docking, molecular mechanics and dynamics, scoring
5. Ligand-based drug design

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Literatura

čeština

Obsah přednášky je částečně pokryt v následujících knihách:
Základní: Young, D.C. Computational Drug Design. Wiley, 2009.
Krogsgaard-Larsen, P; Stromgaard, K; Madsen, U. Textbook of Drug Design and Discovery, 4th ed., CRC Press, 2010.
Doporučená: Young D.C. Computational Chemistry, a Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. Wiley, 2001.
Doporučená: Leach AR. Molecular Modelling - Principles and Applications (2 edition). Pearson Education, 2001.
Doporučená: Alvarez, J. & Shoichet B. (Eds.). Virtual Screening in Drug Discovery. Taylor&Francis, 2005.

Další internetové zdroje

https://www.drugdesign.org/chapters/drug-discovery

https://www.kubinyi.de/lectures.html

https://www.kfc.upol.cz/8add

Poslední úprava: Lepšík Martin, RNDr. Mgr., Ph.D. (18.10.2025)

angličtina

The topics are partially covered in the following books:
Basic: Young, D.C. Computational Drug Design. Wiley, 2009.
Krogsgaard-Larsen, P; Stromgaard, K; Madsen, U. Textbook of Drug Design and Discovery, 4th ed., CRC Press, 2010.
Recommended: Young D.C. Computational Chemistry, a Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. Wiley, 2001.
Leach AR. Molecular Modelling - Principles and Applications (2 edition). Pearson Education, 2001.
Alvarez, J. & Shoichet B. (Eds.). Virtual Screening in Drug Discovery. Taylor&Francis, 2005.

Other online resources

https://www.drugdesign.org/chapters/drug-discovery

https://www.kubinyi.de/lectures.html

https://www.kfc.upol.cz/8add

Poslední úprava: Lepšík Martin, RNDr. Mgr., Ph.D. (18.10.2025)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkouška je hodnocena 4 kredity.

PROJEKT: Studenti si vyberou téma z praktických cvičení a vypracují malý projekt. Nutné pro připuštění ke zkoušce.

ZKOUŠKA se skládá z otázek na témata probíraná na přednáškách.

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

angličtina

The exam is awarded with 4 credits.

The PROJECT: A mini-project on a selected topic from Hands-on sessions is required for entering the exam.

The EXAM entails questions on the topics covered in the lectures.

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (16.04.2024)

Sylabus

čeština

* Témata přednášek:
1. Molekulární medicína, biomolekulární terapeutické cíle, návrh a objevování léků (ML)
2. Struktura a dynamika biomolekulárních cílů (proteiny, nukleové kyseliny) (VV)
3. Metody strukturní biologie (rentgenová krystalografie, NMR, cryo-EM, AlphaFold) (VV)
4. Praktické cvičení: Vizualizace a návrh ligandů v PyMolu (ML)
5. Vlastnosti nízkomolekulárních léků (ML)
6. Návrh léků založený na struktuře cíle (virtuální prohledávání knihoven látek, dokování,
skórování) (ML)
8. Praktické cvičení: Dokování - AceDock (ML)
9. Návrh léků založený na ligandech - chemiinformatika, QSAR, farmakofory, ADMET, (ML)
11. Biologická léčiva (VV)
12. Příklad z praxe farmaceutického vývoje (ZH)

Poslední úprava: Lepšík Martin, RNDr. Mgr., Ph.D. (18.10.2025)

angličtina

1. Molekulární medicína, biomolekulární cíle, návrh a objevování léčiv (ML) 1.10.

2. Návrh léčiv na základě ligandů – chemické knihovny, vyhledávání podobností, hity, chemiinformatika, otisky prstů, SMILES, QSAR, farmakofor, hit, repurposing (ML) 8. 10.

3. Praktická část 1: Návrh léčiv na základě ligandů (ML/VV) 15.10.

4. Struktura a dynamika biomolekulárních cílů (proteiny, nukleové kyseliny) (VV) 22.10.

5. Metody strukturální biologie (rentgenová krystalografie, NMR, kryo-EM, AlphaFold) (VV) 29.10.

6. Praktická část 2: (ML/VV) 5.11.

7. Návrh léčiv na základě struktury (virtuální screening, dokování, skórování, MD, FEP, QM, AI, hit-to-lead) (ML) 12.11.

8. Praktická část 3: (ML/VV) 19.11.

9. Optimalizace kandidátů na léčiva – proléčiva, ADMET (PM) 26.11.

10. Biologická léčiva – význam, typy, podávání (VV) 3.12.

11. Nové modality – kovalentní, PROTACS, molekulární lepidla (ML) 10.12.

12. Příklad z farmaceutického průmyslu (ZH) 17.12.

Poslední úprava: Lepšík Martin, RNDr. Mgr., Ph.D. (18.10.2025)