NCBR002 From Supramolecular Chemistry to Structural Biology by Multiscale Modelling Methods

Přírodovědecká fakulta
jaro 2024
Rozsah
1/2/0. 4 kr. Ukončení: k.
Vyučující
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jan Novotný, Ph.D. (přednášející)
Ing. Tomáš Trnka, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Karel Kubíček, PhD. (přednášející)
RNDr. Miroslav Krepl, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Július Zemaník (přednášející)
prof. RNDr. Robert Vácha, PhD. (přednášející)
Mgr. Filip Melicher (přednášející)
Denys Biriukov, Ph.D. (přednášející)
William Shakespeare Morton, PhD (přednášející)
Mgr. Ivo Kabelka, Ph.D. (přednášející)
Garance
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
SOUHLAS
This course is intended for students registered in the Intensive Summer School program (https://summeratmasaryk.cz/). We also accept a few highly motivated students from Masaryk University upon mutual agreement.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Computer simulations have become a valuable tool for expanding our knowledge in many areas. The steadily increasing performance of supercomputers allows us to simulate bigger systems more accurately. However, proper predictions can only be obtained if correct models and theoretical approaches are employed. Therefore, this course aims to provide essential foundations for performing computer simulations and ways to avoid typical errors from misunderstanding employed approximations. The lectures will span various molecular modelling methods addressing problems from supramolecular chemistry to structural biology. The course will comprise theoretical lectures complemented by practical sessions exercising typical simulation techniques in each discipline.
Výstupy z učení
The student will gain a broad understanding of molecular modeling techniques. With this knowledge, they will be able to begin basic projects on a range of topics, from supramolecular chemistry to structural biochemistry.
Osnova
  • 1) Basics from phenomenological and statistical thermodynamics.
  • 2) Physical foundations of interaction within and between atoms.
  • 3) How to build suitable models ranging from small to very large biomolecular systems.
  • 4) Chemistry models include quantum mechanics (QM), molecular mechanics (MM), and their hybrid versions, particularly QM/MM.
  • 5) Sampling techniques for the free energy calculation, employing an ideal gas model and potential of mean force (PMF) methods, including umbrella sampling, adaptive biasing force, and their accelerated versions by a multiple-walker approach.
  • 6) Impact of collective variables on calculated free energies.
  • 7) How to simulate biomolecular systems properly.
  • 8) Impact of pH on ionizable groups and reconstruction of experimentally unresolved protein structure parts.
  • 9) Protein structure prediction by machine learning methods (AlphaFold, ESMFold, RoseTTAFold).
  • 10) Docking to prepare protein/substrate complexes.
  • 11) Simulations employing reactive force field (ReaxFF).
Výukové metody
lectures, class discussions, projects on computers, excursions to CEITEC core laboratories
Metody hodnocení
solving projects during the course, class discussions, knowledge surveys
Vyučovací jazyk
Angličtina
Informace učitele
https://www.ncbr.muni.cz/en/for-students/summer-schools/2024/multiscale-modelling-methods
This course lasts two weeks (10 days of classes), with 5 teaching hours daily.
In 2024, the course will be held in computer classroom 118/C04 at University Campus Bohunice every working day from 9:00 to 15:00 from 15th to 26th July.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá blokově.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2023.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2024/NCBR002