PředmětyPředměty(verze: 806)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Počítačové modelování biomolekul - NBCM316
Anglický název: Computer Modelling of Biomolecules
Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2015
Semestr: oba
E-Kredity: 4
Rozsah, examinace: 1/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Poznámka: povolen pro zápis po webu
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: RNDr. Ivan Barvík, Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: T_FUUK (23.05.2006)

Racionální návrh struktury léků, vyhledávání a vizualizace struktur biomolekul, hledání struktur s podobnou sekvencí v databázích nukleových kyselin a proteinů, alignment sekvencí zkoumané a známé struktury, homologní modelování 3D struktur proteinů, docking - nalezení energeticky výhodných způsobů navázání malé molekuly - ligandu do aktivního místa makromolekuly, receptoru, jehož 3D struktura je známá, efektivní algoritmy pro docking, molekulárně-dynamické simulace, parametrizace silových polí a popis topologie neobvyklých molekulárních systémů, procvičení práce s řadou softwarových balíků.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: RNDr. Ivan Barvík, Ph.D. (28.05.2014)

Seznámit studenty se základy počítačového modelování biomolekul tak, aby byli schopni provádět samostatně molekulárně-dynamické simulace velkých molekulárních systémů (viz. anotace a sylabus).

Metody pro racionální návrh struktury léků prostřednictvím počítačového modelování: vyhledávání biomolekul ve strukturních databázích, sekvenční a strukturní alignment; homologní modelování 3D struktur proteinů; docking - hledání energeticky výhodných způsobů navázání malé molekuly (ligandu) do vazebného místa makromolekuly (receptoru); in silico optimalizace inhibitoru; molekulárně-dynamické simulace; parametrizace silových polí pro molekulárně dynamické simulace biomolekul prostřednictvím kvantově-mechanických výpočtů; procvičení práce s řadou softwarových balíků.

Metody výuky -
Poslední úprava: RNDr. Ivan Barvík, Ph.D. (28.05.2014)

Přednášky a praktická cvičení v počítačové laboratoři.

A. R. Leach: Molecular Modelling: Principles and Applications - Pearson Education Limited: Harlow, 2001, ISBN 0582382106

D. Frenkel, B. Smit: Understanding Molecular Simulations: From Algorithms to Applications - Academic Press: San Diego, 2001, ISBN 0122673514

Ch. Chipot, A. Pohorille: Free Energy Calculations: Theory and Applications in Chemistry and Biology - Springer-Verlag: Berlin Heidelberg, 2007, ISBN: 9783540384472

F. Jensen: Introduction to Computational Chemistry - John Wiley & Sons Ltd.: West Sussex, 2007, ISBN: 0470058048

Sylabus -
Poslední úprava: RNDr. Ivan Barvík, Ph.D. (02.07.2014)

OSNOVA:

01) Strukturní databáze: proteiny (PDB), nukleové kyseliny (NDB), sekvenční alignment (Blast)

02) Vizualizace biomolekul: VMD / Chimera / ICM Molsoft

03) Homologní modelování: Modeller

04) Docking: AutoDock

05) In silico optimalizace inhibitoru: AutoGrow

06) Molekulární dynamika: AMBER / CHARMM / GROMACS / NAMD / Desmond / ACEMD / Yasara

07) Molekulární dynamika: nukleové kyseliny, proteiny, membrány, membránové proteiny

08) Molekulární dynamika: analýza trajektorií - ptraj, Curves+

09) Molekulární dynamika: výpočet volné energie (ABF, alchymistické výpočty, MM-PBSA atd.)

10) Ab initio výpočty: Gaussian

11) Ab initio výpočty: GaussView / Chemcraft / Molden

12) Ab initio výpočty: parametrizace silových polí pro molekulárně-dynamické výpočty

http://www.pdb.org/pdb/home/home.do - http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/ - http://www.cgl.ucsf.edu/chimera/, http://www.molsoft.com/ - http://salilab.org/modeller/ - http://autodock.scripps.edu/ - http://autogrow.ucsd.edu/ - http://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/ - http://ambermd.org/ - http://www.gromacs.org/ - http://www.acellera.com/products/acemd/ - http://www.yasara.org/ - http://gbio-pbil.ibcp.fr/Curves_plus/Curves+.html - http://www.gaussian.com/ - http://www.gaussian.com/g_prod/gv5.htm - http://www.chemcraftprog.com/ http://www.cmbi.ru.nl/molden/ - http://metavo.metacentrum.cz/

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK