S2004 Methods for characterization of biomolecular interactions – classical versus modern

Přírodovědecká fakulta
podzim 2017
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
Mgr. Jitka Holková (přednášející)
Mgr. Josef Houser, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jan Komárek, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul - Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul - Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
The students will learn about the aspects of biomolecular interactions, their significance and biological relevance, and they will get an overview of both traditional and state-of-art methods for the study of biomolecular interactions.
Výstupy z učení
At the end of the course students should be able to: understand and explain principles of thermodynamics and kinetics of biomolecular interactions; understand thermodynamics of binding, interpret binding curves make reasoned decisions about selecting a proper method for particular applications
Osnova
  • 1. Introduction to Biomolecular interactions (significance, biological relevance, equilibrium, association and dissociation constants, kinetics). Types of interactions (hydrophobic, coulombic, hydrogen bonds, van der Waals forces). 2. Classical versus modern methodology Classical methods for characterization of interactions (equilibrium dialysis, frontal chromatography). Direct measurement of complex formation (change in absorbance, fluorescence intensity, fluorescence polarization). Surface plasmon resonance (theoretical background, comparison with ELISA methods). 3. Thermodynamics of protein-ligand interactions Thermodynamics of binding (Gibbs free energy, enthalpy, entropy). Macroscopic and microscopic views. The pH and temperature dependence of complex formation. Entropy-enthalpy compensation. Isothermal titration calorimetry (theoretical background, measurement of high-affinity and low-affinity interactions. displacement measurement, single-injection measurement, comparison with other methods, limits of ITC, possible problems. 4. Oligomerization and protein-protein interactions. Protein stoichiometry, stereochemistry. Protein folding (hydrophobic effect, hydrophilic interactions, hydrogen bonds, electrostatic forces, water molecules). Subunit-subunit interactions (electrostatic and shape complementarity). Protein-protein recognition sites. Determination of oligomerization (cross-linking, analytical ultracentrifugation). 5. Microscale thermophoresis (MST) – theoretical background, labelling and assay development, determination of Kd and stoichiometry, applications 6. Characterization of interactions on cell level. Possibility of whole cell assay within SPR and ITC. Modeling of native conditions (sensor chip versus in-solution measurement). Haemagglutination. 7. Importance of sample preparation („garbage in, garbage out“), methods for sample quality determination.
Literatura
    doporučená literatura
  • Protein-protein interactions : methods and applications. Edited by Haian Fu. Totowa, N.J.: Humana Press, 2004. xvi, 532. ISBN 1588291200. info
  • Protein-ligand interactions : hydrodynamics and calorimetry : a practical approach. Edited by Stephen E. Harding - Babur Z. Chowdhry. 1st pub. Oxford: Oxford University Press, 2001. xxiv, 330. ISBN 0-19-963749-0. info
  • Protein-ligand interactions : structure and spectroscopy : a practical approach. Edited by S. E. Harding - Babur Z. Chowdhry. 1st pub. Oxford: Oxford University Press, 2001. xxvi, 436. ISBN 0199637474. info
Výukové metody
Intensive theoretical course (lectures and discussions)
Metody hodnocení
in-term assessment, final written test
Vyučovací jazyk
Angličtina
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá blokově.
Poznámka k četnosti výuky: January 10-13, 2017.
in blocks, January 10-13, 2017.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2011 - akreditace, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2018, podzim 2019.