C9530 Strukturní biochemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2026
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
prof. Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Pavel Plevka, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Viktor Bartošík (pomocník)
Mgr. Tomáš Brom, Ph.D. (pomocník)
Mgr. Michaela Mikysková (pomocník)
Garance
prof. Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Kurz je určen studentům biochemie a příbuzných oborů (molekulární biologie, bifyzika) a všem zájemcům o moderní metody určování struktur biomakromolekul.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Anotace
Cílem přednášky je poskytnout základní informace o určování struktury biomakromolekul (zejména proteinů a nukleových kyselin). Je koncipována jako obecný přehled určený studentům, kteří se nechtějí v tomto oboru specializovat, ale může posloužit i jako úvod k pokročilým kurzům strukturní analýzy. Cílem cvičení je poskytnout možnost prakticky procvičit znalosti získané v přednášce a připravit studenty na zkoušku.
Výstupy z učení
Studenti, kteří úspěšně ukončí kurz, budou schopni
1. aplikovat metody prohledávání databází struktur,
2. analyzovat strukturní modely,
3. rozhodovat, která metoda určování struktury je vhodná pro daný případ,
4. pochopit základní principy určování struktur a analýzy výchozích dat.
Klíčová témata
  • 1-4. Pojem struktury makromolekul, základní strukturní motivy proteinů a nukleových kyselin, struktura sacharidů, určení torzních úhlů, práce s modelem.
  • 5. Příprava vzorku, sekvenace nukleových kyselin, proteinů a sacharidů.
  • 6. Optické metody charakterizace biomakromolekul: cirkulární dichroismus, infračervená spektroskopie. Maloúhlový rozptyl rentgenového záření. Interpretace IR a CD spekter proteinů.
  • 7. Výpočetní metody, molekulová mechanika a dynamika, simulované žíhání.
  • 8-9. Rentgenová strukturní analýza. Příprava krystalů, difrakční experiment, metody řešení fázového problému, mapy elektronové hustoty, výstavba strukturního modelu. Elektronová mikroskopie. Elektronový mikroskop, příprava vzorků pro kryoelektronovou mikroskopii, zpracování dat, rekonstrukce tvaru molekuly.
  • 10-11. Nukleární magnetická rezonance. Izotopové značení, NMR experiment, přiřazení frekvencí ve spektrech, určení geometrie (NOE, interakční konstanty), dynamika proteinů.
  • 12. Bioinformatika. databáze, počítačové předpovídání a modelování
Studijní zdroje a literatura
  • LESK, Arthur M. Introduction to protein architecture : the structural biology of proteins. Oxford: Oxford University Press, 2001, xii, 347. ISBN 0198504748. info
  • FINKEL‘ŠTEJN, Aleksej Vital‘jevič a Oleg Borisovič PTICYN. Protein physics : a course of lectures. Amsterdam: Academic Press, 2002, xix, 354. ISBN 0122567811. info
  • MAREK, Jaromír a Z. TRÁVNÍČEK. Monokrystalová rentgenová strukturní analýza. první. Olomouc: Vydavatelství Univerzity Palackého, 2002, 169 s. nedělí se na edice. ISBN 80-244-0551-2. info
  • RHODES, Gale. Crystallography made crystal clear : a guide for users of macromolecular models. 2nd ed. San Diego, Calif.: Academic Press, 2000, xix, 269. ISBN 0125870728. info
  • CAVANAGH, John. Protein NMR spectroscopy : principles and practice. 2nd ed. Amsterdam: Elsevier, 2007, xxv, 885. ISBN 9780121644918. info
Přístupy, postupy a metody používané ve výuce
Základní principy jsou vysvětleny v interaktivních přednáškách doplněných prezentací modelových příkladů a otevřených diskusi. Všechny přednášky jsou shrnuty a rozšířeny o další příklady v elektronické učebnici, poskytované studentům zdarma.
Způsob ověření výstupů z učení a požadavky na ukončení
V průběhu semestru jsou zadávány praktické úkoly. Po detailní analýze vzorového řešení prokazují studenti schopnost samostatného řešení úkolů formou testů. Ústní zkouška má formu diskuse se zkoušejícím. Během ústní zkoušky dostanou studenti k dispozici vzorce aminokyselin, definici torzních úhlů a pseudorotačních parametrů, používání dalších materiálů není povoleno. Na základě ústní zkoušky budou hodnoceni známkou.
Odkaz a informace vyučujících
http://ncbr.chemi.muni.cz/~lzidek/C9530/C9530.html
Doporučuji účast v cvičení C9531, kde budou řešeny praktické úkoly, na kterých je založena zkouška.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024, podzim 2025.