Stanovení a popis molekulových struktur

Sylabus

1. Proč studovat struktury molekul. Jak popisovat geometrie molekul. Základní pravidla stereochemie, jejich důsledky pro molekulové geometrie.

2. Vztahy struktura - funkce v biologii a chemii. Formální popis třírozměrných (3D) objektů.

3. Stereochemie stavebních kamenů biomolekul, aminokyselin a nukleotidů.

4. Strukturní motivy sekundární struktury proteinů, motivy terciarní struktury, klasifikace proteinových foldů.

5. Strukturní bioinformatika, vztah mezi aminokyselinovou sekvenci a strukturou proteinu. Metody porovnávání sekvencí a struktur.

6. Navrh léčiv založený na znalosti 3D struktur cílových proteinů.

7. Struktura nukleových kyselin. I. Helikální konformace.

8. Struktura nukleových kyselin. II. 3D struktury molekul RNA a DNA.

9. Základy krystalografie, nejdůležitější metody stanovení 3-D struktur molekul. I. Experimentální uspořádání, růst krystalu, řešení struktur.

10. Základy krystalografie. II. Symetrie, rafinace. Strukturní genomika.

11. Porovnání krystalografie s ostatními experimentálními metodami jako elektronová mikroskopie, nukleární magnetická resonance a další spektrální metody.

12. Kritické hodnocení počítačových simulací kvantovou chemií i metodami empirického potenciálu (Monte Carlo, Molekulární dynamika) pro studium 3-D struktur.

13. Strukturní database: hledání a porovnávání struktur molekul. Úvod do použití tří nejdůležitějších databasí: CAMBRIDGE STRUCTURAL DATABASE (CSD) pro struktury organických molekul, PROTEIN DATA BANK (PDB) jako primární archiv experimentálních struktur biomolekul a NUCLEIC ACID DATABASE (NDB) pro krystalové struktury obsahující nukleové kyseliny.

14. Database v internetovém světě: Jak nalézat spojení, která dávají věcem význam.

Anotace

Struktura a stereochemie molekul, geometrický popis molekul jako 3D objektů. Struktury proteinů, domény, typy foldů, bioinformatika.

Návrhy léčiv založené na znalosti 3D struktur proteinů. Struktury nukleových kyselin, dvoušroubovice, 3D foldy RNA i DNA, ribosomální RNA.

Základy krystalografie, porovnání krystalografických struktur se strukturami určenými technikami NMR spektroskopie a počítačových experimentů. Strukturní databáze jako základní zdroj 3D struktur molekul.