C2136 Pokročilá chemoinformatika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučováno prezenčně.
Vyučující
doc. RNDr. Radka Svobodová, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Stanislav Geidl, Ph.D. (pomocník)
Garance
doc. RNDr. Radka Svobodová, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
C2130 Úvod do chemoinformatiky a bioinformatiky nebo C2133 Úvod do chemoinformatiky
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Kurs je zaměřen na získání pokročilých znalostí v oblasti chemoinformatiky. Na konci kursu budou studeni schopni provádět predikci fyzikálně chemických vlastností molekul na základě jejich struktury s využitím QSPR modelů. Dále získají studenti zkušenosti virtuálním screeningem a aplikací dockingu v této oblasti. Studenti budou také schopni vyhledávat informace o molekulách a jejich vlastnostech v chemoinformatických databázích. Studenti se rovněž naučí pracovat s moderními metodikami pro zpracování chemoinformatických dat, jako jsou genetické algoritmy, neuronové sítě, analýza klastrů a support vector machines.
Výstupy z učení
Po skončení kurzu bude student schopen detailně popsat klíčové chemoinformatické metodiky, bude schopen pracovat se softwarovými nástroji pro jejich realizaci a bude umět tyto metodiky rutinně aplikovat v praxi.
Osnova
  • 1) Modely pro predikci fyzikálně chemických vlastností molekul na základě jejich struktury (QSPR modely) – teoretický popis modelu
    2) Návrh QSPR modelu a výběr deskriptorů
    3) Lineární a multilineární regrese v QSPR modelu
    4) Metriky kvality QSPR modelu
    5) Nelineární QSPR modely
    6) Aplikace QSPR modelů pro predikci konkrétních veličin (pKa, log P)
    7) Virtuální screening v chemoinformatice: “drug-likeness”, virtuální screening založený na struktuře ligandu, virtuální screening založený na struktuře receptoru
    8) Deskriptory ADMET (adsorbce, distribuce, metabolismus, exkrece a toxicita), využití dokingu ve virtuálním screeningu, skórovací funkce
    9-10) Chemoinformatické databáze: Databáze struktur molekul (DTP NCI, Pubchem, Drugbank, Zinc), databáze vlastností molekul a databáze deskriptorů. Vyhledávání v těchto databázích.
    11-12) Moderní metodiky zpracování chemoinformatických dat: genetické algoritmy, neuronové sítě, analýza klastrů, support vector machines
Literatura
  • • Chemoinformatics Concepts, Methods, and Tools for Drug Discovery. Edited by Jürgen Bajorath. Humana Press Totowa, New Jersey, 2004
  • • Chemoinformatics Approaches to Virtual Screening. Edited by Alexandre Varnek and Alex Tropsha. Royal Society of Chemistry, 2008
  • Handbook of chemoinformatics :from data to knowledge in 4 volumes. Edited by Johann Gasteiger. Weinheim: Wiley-VCH. xlvii s.,. ISBN 3-527-30680-3. 2003. info
  • Chemoinformatics : a textbook. Edited by Johann Gasteiger - Thomas Engel. Weinheim: Wiley-VCH. xxx, 649. ISBN 9783527306817. 2003. info
Výukové metody
přednášky s praktickými demonstracemi
Metody hodnocení
písemný test
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá blokově.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2011 - akreditace, podzim 2013, jaro 2014, podzim 2014, podzim 2016, podzim 2018, podzim 2020, podzim 2023.