Bi9410 Strukturní biologie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2020
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno částečně online.
Vyučující
Mgr. David Bednář, Ph.D. (přednášející)
Sérgio Manuel Marques, PhD. (přednášející)
prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr. (přednášející)
Mgr. Martina Damborská (pomocník)
Mgr. Ondřej Vávra (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr.
Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. David Bednář, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 14:00–15:50 Pouze distančně
Předpoklady
Znalosti na úrovni základních přednášek z biochemie či molekulární biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Po úspěšném ukončení tohoto kurzu budou studenti schopni:
popsat strukturu biomolekul a jak se experimentálně určují
získat struktury biomolekul z vhodných databází
identifikovat možné chyby ve struktuře proteinůa
predikovat struktury biomolekul a jejich komplexů
analyzovat struktury proteinů za účelem získání informací o jejich funkci, dynamice či stabilitě
posoudit efekt mutace na funkci proteinů
Výstupy z učení
- popis struktury makromolekul a charakterizace individualnich interakci
- stažení a základní analýza kvality struktury a identifikace případných chyb
- experimentální metody a predikce struktury in silico
- analyza funkce, dynamiky a stability
- vliv mutace na strukturu, funkci, dynamiku a stabilitu makromolekul
Osnova
  • Strukturní biologie je vědní disciplína na rozhraní molekulární biologie, biochemie a biofyziky. Zabývá se molekulární strukturou biologických makromolekul, především proteinů a nukleových kyselin, které jsou nezbytnými komponentami všech živých organismů. Strukturní biologie umožňuje strukturu makromolekul určit a studuje, jak strutkura souvisí s biologickou funkcí.
  • V rámci přednášek budou představena následující temata:
  • 1. Struktura biologických makromolekul – složení, metody stanovení, využití v biologii, vizualizace.
  • 2. Databáze experimentálních struktur – získání a hodnocení struktur makromolekul, vybrané strukturní databáze.
  • 3. Modely struktur – databáze modelů, metody hodnoceni kvality modelů, příprava modelů.
  • 4. Stabilita a dynamika makromolekul – analýza stability a dynamiky a jejich databáze.
  • 5. Analýza struktury proteinu – identifikace důležitých regionů: vazebná/aktivní místa, transportní cesty, flexibilní regiony, katalytické aminokyseliny.
  • 6. Predikce struktury makromolekulárních komplexů.
  • 7. Komplexy protein-protein – hodnocení komplexu, analýza interakcí a jejich databáze.
  • 8. Komplexy protein-DNA – hodnocení komplexu, analýza interakcí a jejich databáze.
  • 9. Komplexy protein-ligand – hodnocení komplexu, analýza interakcí a jejich databáze.
  • 10. Modifikace struktury proteinu – stanovení vlivu mutace na strukturu a funkci proteinu.
  • 11. Aplikace strukturní biologie – biologický výzkum, hledání nových léčiv, design biokatalyzátorů.
Literatura
  • Computational Structural Biology: Methods and Applications, T. Schwede & M. C. Peitsch, World Scientific Publishing Company, 2008
  • Textbook Of Structural Biology, A. Liljas, L. Liljas, J. Piskur, G. Lindblom, P. Nissen, M. Kjeldgaard, World Scientific Publishing Company, 2009
  • Structural Bioinformatics, J. Gu &P. E. Bourne, Wiley-Blackwell, 2009
  • Protein Stucture and Function, G. A. Petsko & D. Ringe, New Science Press, 2004
Výukové metody
teoretická příprava formou přednášky
Metody hodnocení
písemný test - výběr z více možností, k úspěšnému absolvování je třeba správně zodpovědět minimálně 9 z 25 otázek
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět se doporučuje zapsat v 1. nebo 3. semestru.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2021.