Modelowanie molekularne i obliczeniowa biologia strukturalna cz. II 1100-3BP23
Od przybliżenia Borna-Oppenheimera do mechanicznego modelu układów (bio)molekularnych - przypomnienie. Mikroskopowe i mezoskopowe potencjały oddziaływania. Oddziaływania hydrodynamiczne. Wyznaczanie stabilnych stanów struktury - lokalne i globalne metody minimalizacji energii. Metody najszybszego spadku i Newtona-Raphsona, operatory wygładzania hiperpowierzchni energii. Przykłady stabilnych struktur kwasów nukleinowych i białek. Struktury A, B i Z DNA. Foldy białek. Metody porównywania struktur białek i kwasów nukleinowych. Homologia sekwencji i struktur. Ruchy molekularne - mikroskopowa klasyczna i kwantowa dynamika molekularna oraz mezoskopowa dynamika brownowska. Opis algorytmów i metody badania ich stabilności. Metody Monte-Carlo oraz symulacje energii swobodnej. Termodynamiczny rachunek zaburzeń. Alchemia komputerowa. Fizyka i procesy ewolucji molekularnej. Mechanizmy tworzenia się uporządkowanych biomolekularnych struktur. Mechanizmy rozpoznawania się układów biomolekularnych. Biomolekularne maszyny i układy złożone.Od stałych szybkości reakcji biochemicznych do systemów sygnałowych i regulacyjnych. Przykłady onkogennych mutacji i ich wpływ na systemy regulacji.
Kierunek podstawowy MISMaP
informatyka
chemia
fizyka
matematyka
biologia
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Nauczenie studentów modelowania matematycznego i komputerowego układów biomolekularnych oraz symulacji wybranych procesów z wykorzystaniem metod mechaniki i dynamiki molekularnej, metod Monte-Carlo oraz podstaw teorii systemów. Wykład i ćwiczenia przygotują słuchaczy do samodzielnego modelowania układów biomolekularnych, oraz projektowania inhibitorów enzymów – potencjalnych leków.
Kryteria oceniania
Zaliczenie dwóch ćwiczeń oraz zdanie pisemnego testu.
Praktyki zawodowe
Praktyki możliwe do odbycia w Instytucie Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN w Warszawie.
Literatura
1. D.W.Heermann, Podstawy symulacji komputerowych w fizyce, WNT, Warszawa, 1997.
2. Robert Kosiński, Wprowadzenie do mechaniki kwantowej i fizyki statystycznej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006.
3. L.Piela, Idee chemii kwantowej, PWN, Warszawa, lub inny podręcznik molekularnej mechaniki kwantowej.
4. P.O.J. Dcherer, S.F. Fischer, Theoretical Molecular Biophysics, Springer, Heidelberg, 2010 (ISBN 978-3-540-85609-2)
5. A.R.Leach, Molecular Modelling: Principles and Applications (2nd Edition), Prentice Hall; ISBN: 0582382106, 2001.
6. Materiały robocze do wykładów, http://kms.bioexploratorium.pl/
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: