Modelowanie molekularne i obliczeniowa biologia strukturalna cz. I 1100-3BP14
Treści kształcenia:
Od sekwencji i struktury białek do ich dynamiki i funkcji. Przegląd podstawowych metod analizy sekwencji i struktury białek. Przewidywanie struktury białek metodami homologicznego modelowania jak i wykorzystanie AlfaFold2. Podstawy metod mechaniki i dynamiki molekularnej oraz ich zastosowań w badaniach struktury i dynamiki z wykorzystaniem popularnych pakietów molekularnego modelowania. Fizyka oddziaływań białek z niskocząsteczkowymi ligandami. Wykorzystanie wybranego, popularnego pakietu modelowania w procesach dockingu. Na pracowni wykorzystywane będą m.in. ogólnie dostępne pakiety NAMD/VMD oraz AutoDock jak również komercyjne pakiety oprogramowania: MOE i/lub Schrodinger, Molecular Conceptor.
Pracownia obejmuje następujące zajęcia:
Wstęp: zapoznanie się z podstawowymi funkcjami wybranych pakietów do modelowania molekularnego.
Ćwiczenie 1: Analiza struktury białek (rzędowość białek)
Ćwiczenie 2: Analiza stabilności wybranego dimeru (wybranie białek, przygotowanie układu, symulacje mechaniki i dynamiki molekularnej układu, analiza otrzymanych wyników)
Ćwiczenie 3: Analiza oddziaływania wybranych NLPZ-tów na białka COX-1 i COX-2 (przygotowanie układu, dokokowanie, analiza wyników)
Rodzaj przedmiotu
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
umiejętności i kompetencje: Nauczenie studentów podstaw modelowania matematycznego i komputerowego układów biomolekularnych, ich dynamiki oraz symulacji wybranych procesów regulacyjnych, z wykorzystaniem metod mechaniki i dynamiki molekularnej, metod Monte-Carlo, modeli pól molekularnych oraz podstaw teorii systemów. Studenci zapoznają się ze znanymi i popularnymi pakietami modelowania i projektowania molekularnego jak również z technologią wirtualnej rzeczywistości. Wykład i ćwiczenia przygotują słuchaczy do samodzielnego modelowania układów biomolekularnych, oraz projektowania inhibitorów enzymów – potencjalnych leków.
Kryteria oceniania
Wykład kończy się egzaminem na ocenę, który odbywa się na ostatnich zajęciach. Do egzaminu może podejść każdy student, który ma zaliczony raport pierwszy i zaliczył kartkówkę ze znajomości aminokwasów. Egzamin jest w formie testu. Pytania testowe są w formie otwartej, a ilość pytań jest uzależniona od stopnia ich trudności. Za cały test można uzyskać 100pkt. Zalicza ponad 50% pkt. Otrzymanie wpisu jest uwarunkowane oddaniem wszystkich (3) raportów z ćwiczeń (poprawnie napisanych), i następuje w chwili ich oddania, ale nie później niż do końca semestru. Ćwiczenia są prowadzone w formie praktycznej i są zintegrowane z treścią wykładów. Po każdym ćwiczeniu należy oddać raport. Raporty są oceniane w zakresie 2-6. Raporty wysyła się na adres e-mail prowadzącego, wpisując w temacie "raport X" (gdzie X= 1,2,3 lub I, II, III). Prowadzący po sprawdzeniu raportu przesyła wiadomość o jego zaliczeniu ( z podaniem oceny) lub poprawie (z wypunktowaniem błędów). Pierwsza poprawa raportu jest bez wpływu na ocenę z niego. Poprawiony raport jest oceniany. Termin oddania raportu ustala prowadzący. Nieoddanie raportu w terminie powoduje o obniżenie o ocenę w dół za każdy pełny tydzień zwłoki. Na poprawę raportu jest dwa tygodnie. Jeśli student otrzyma z raportów nie więcej niż jedną ocenę 4, a z pozostałych 5 lub 6, zostanie mu podwyższona ocena z przedmiotu o jeden stopień w górę. Jeśli raport zostanie oceniony na - student 2 będzie musiał przystąpić do zaliczenia tej części materiału, którą obejmuje raport. Zaliczenie jest w formie praktycznej. Jeśli otrzyma więcej niż jedno niezaliczenie z raportów - to zaliczenie ich będzie obejmowało cały materiał z ćwiczeń. Zaliczenia te odbywają się w czasie sesji egzaminacyjnej. Prowadzący wymaga znajomości podstaw Linuxa (część wymagań z programu Pracowni Technologii Informacyjnej z I roku) i zakłada, że studenci taką wiedzę posiadają. Jedyna kartkówka na ćwiczeniach dotyczy znajomości struktury i właściwości podstawowych aminokwasów - a jej termin ustalany jest ze studentami. Kartkówka jest na zaliczenie, a nie na ocenę. Można do niej podchodzić kilka razy.
Praktyki zawodowe
Praktyki można odbyć w CD BioExploratorium i w Laboratorium Biomodelowania IMDiK im. Mossakowskiego
Literatura
Tutarial do MOE (https://www.chemcomp.com/moe/help/latest/index_tut.html)
Tutorial do VMD i NAMD (http://www.ks.uiuc.edu/Training/Tutorials/)
Tutorial do Yasara
Materiały z wykładów (dostępne na platformie Kampus2)
Wykłady Molecular Conceptora - dostępne na komputerach w pracowni
Więcej informacji
Więcej informacji o poziomie przedmiotu, roku studiów (i/lub semestrze) w którym się odbywa, o rodzaju i liczbie godzin zajęć - szukaj w planach studiów odpowiednich programów. Ten przedmiot jest związany z programami:
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: