F1MM1_12 Základy molekulového modelování

Farmaceutická fakulta
jaro 2025
Rozsah
1/1/0. 3 kr. Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
Mgr. Ing. Jiří Václavík, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Ing. Jiří Václavík, Ph.D. (cvičící)
Garance
Mgr. Ing. Jiří Václavík, Ph.D.
Ústav přírodních léčiv – Ústavy – Farmaceutická fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav přírodních léčiv – Ústavy – Farmaceutická fakulta
Předpoklady
Znalost organické a analytické chemie, základní počítačová gramotnost.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Předmět si smí zapsat nejvýše 24 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 0/24, pouze zareg.: 0/24, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/24
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je seznámit studenty magisterského studijního programu farmacie s moderními přístupy ve výzkumu a vývoji nových léčiv s využitím současných výpočetních technik.
Obsahem studia předmětu jsou praktická cvičení, v nichž se studenti seznámí s odpovídajícím programovým vybavením, umožňujícím základní i pokročilé techniky molekulové grafiky, molekulového designu a molekulového modelování.
Výstupy z učení
Znalost základních postupů využitelných pro molekulové modelování.
Osnova
  • Program cvičení
    1. Historický vývoj empirického a racionálního výzkumu a vývoje léčiv. Historie molekulového modelování a výpočetní chemie.
    Praktická část : Práce s primárními a sekundárními informačními zdroji zaměřenými na problematiku molekulového modelování (bioinformatika), tvorba modelů, vizualizace molekul a molekulová grafika.
    2. Struktura jako nosič biologické aktivity. Struktura biomakromolekul a strukturální metody.
    Praktická část : Vizualizace primární, sekundární a terciární struktury makromolekul. Molekulové povrchy, aktivní centra enzymů.
    3. Energie molekul. Teorie a metody výpočtů v molekulovém modelování. Metody molekulové mechaniky.
    Praktická část : Práce se základním softwarovým vybavením pro výpočetní chemii, programy ChemOffice, Hyperchem, Gaussian, Gamess. Výpočty s využitím metod molekulové mechaniky.
    4. Semiempirické metody, metody ab initio, DFT a možnosti jejich využití.
    Praktická část : Modelové výpočty s využitím semiempirických metod, metod ab initio a DFT s využitím programů ChemOffice, Hyperchem, Gaussian a Gamess. Přidělení úloh pro samostatnou závěrečnou práci.
    5. Metody zkoumání interakcí na úrovni biomolekul, homologové modelování, Brookhaven Protein Data Bank, The Cambridge Structural Database. Dokování ligandů do aktivních center - rozhodující faktory, farmakofor.
    Praktická část : Práce s proteinovými databázemi, databáze sekvencí. Vizualizace biomakromolekul s využitím databázových rozhraní. Fitování vybrané skupiny molekul k přirozeným ligandům. Samostatná práce na řešení zadaných úloh.
    6. Statistické metody, QSAR, metody CADD a CAMD.
    Praktická část : Představení programů pro metody QSAR, CADD a CAMD (prezentace a praktická ukázka). Samostatná práce na řešení zadaných úloh.
    7. Dokončování závěrečných prací, prezentace výsledků ve formě protokolů.
    8. Vyhodnocení závěrečných prací. Udělení zápočtů. (2 h)
Výukové metody
přednášky, diskuze s učitelem, praktické ukázky
Metody hodnocení
vypracování písemného protokolu
Informace učitele
Podmínkou pro udělení zápočtu je absolvování všech úloh praktického cvičení a odevzdání závěrečné práce ve formě protokolu.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024.