Serwisy internetowe Uniwersytetu Warszawskiego | USOSownia - uniwersyteckie forum USOSoweNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Teoria struktury cząsteczek o znaczeniu biologicznym

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1200-2MON9Z Kod Erasmus / ISCED: 13.3 / (0531) Chemia
Nazwa przedmiotu: Teoria struktury cząsteczek o znaczeniu biologicznym
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: Wykłady monograficzne w semestrze zimowym (S2-CH)
Punkty ECTS i inne: 1.50
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

monograficzne

Założenia (opisowo):

Zakłada się opanowanie podstaw chemii, biochemii, fizyki i matematyki w zakresie odpowiadającym studiom licencjackim z chemii.

Tryb prowadzenia:

lektura monograficzna
w sali

Skrócony opis:

Przedstawione będą ważniejsze metody teoretycznego opisu cząsteczek chemicznych o znaczeniu biologicznym w oparciu o teorie kwantowe,

metody pól siłowych, symulacje dynamiki molekularnej i metody stochastyczne.

Na wybranych przykładach pokazane będą metody opisu struktury składników kwasów nukleinowych, enzymów i błon biologicznych zaczerpnięte ze współczesnej literatury naukowej.

Pełny opis:

W trakcie wykładu omówione zostaną następujące zagadnienia:

1) Pojęcie cząsteczki biologicznie aktywnej (biocząsteczki); przykłady teoretycznych obliczeń struktury składników kwasów nukleinowych, enzymów i błon biologicznych zaczerpnięte ze współczesnej literatury naukowej.

2) Popularne bazy danych strukturalnych (RCSB) i sekwencyjnych (EMBL, Entrez).

3) Teorie kwantowe (Hartree-Fock, post-Hartree-Fock, DFT, półempiryczne) w wersjach umożliwiających badania biocząsteczek.

4) Mechanika molekularna i teorie hybrydowe kwantowo-klasyczne (MM/QM).

Pola siłowe. Poprawki na oddziaływania wielociałowe. Powierzchnia energii potencjalnej i eksploracja tej powierzchni (algorytmy minimalizacji - algorytm największego spadku, sprzężonych gradientów, symulowanego schładzania). Modele rozpuszczalnika. Modele niejawne (model polaryzowalnego ciągłego rozpuszczalnika PCM) i cząsteczkowe (model TIP3P).

5) Teorie statystyczne. Zespoły statystyczne NVT, NpT. Monte Carlo oraz Dynamika Molekularna, Analiza szeregów czasowych. Funkcje korelacyjne. Perturbacyjna metoda obliczania energii swobodnej. Model klasterowy, periodyczne warunki brzegowe, Metoda Ewalda sumowania oddziaływań elektrostatycznych. Dynamika stochastyczna Langevina, Metoda hybrydowa klasyczno-kwantowa Car-Parrinello.

6) Metoda gruboziarnistych pól siłowych. Pole siłowe wieloskalowe.

7) Dokowanie (przegląd algorytmów, AutoDock, algorytmy wykorzystujące szybką transformatę Fouriera).

8) Powiązanie aktywności biologicznej ze strukturą chemiczną. Korelacja struktura-aktywność (QSAR) i rozpoznawanie struktury metodami sztucznej inteligencji.

9) Teorie kinetyczne. Modele wiązania substrat-enzym i enzym-inhibitor. Modele kooperacji. Teorie stanu przejściowego i analiza odpowiedniej powierzchni potencjału elektrostatycznego. Oprogramowanie wspomagające badania kinetyczne z wykorzystaniem technik chemii obliczeniowej.

10) Przegląd popularnych platform obliczeniowych do teoretycznych badań biocząsteczek.

11) Przegląd wiodących ośrodków naukowych zagranicznych i krajowych specjalizujących się w teoretycznych badaniach biocząsteczek.

Literatura:

1.Leach A.R. Molecular Modelling. Principles and Applications Prentice Hall 2001 Harlow, England ISBN-10: 0582382106

2.Pang T. Metody obliczeniowe w fizyce Wydawnictwo Naukowe PWN 2001 Warszawa ISBN 8301135115

3.Pasenkiewicz-Gierula M. Modelowanie molekularne biocząsteczek. Ćwiczenia z podstaw. Wydawnictwo Instytut Biologii Molekularnej Uniwersytetu Jagiellonskiego 1999 Kraków ISBN 83-909476-9-2

4.Dodziuk H. Modern Conformational Analysis VCH Publishers 1995 New York ISBN 10-0-471-18611-2

5.Patrick G. Chemia leków - krótkie wykłady Wydawnictwo Naukowe PWN 2004 Warszawa ISBN 83-01-14337-1

Efekty kształcenia:

Zdobycie i poszerzenie wiadomości na temat współczesnych metod teoretycznego opisu struktury i właściwości cząsteczek chemicznych o znaczeniu biologicznym.

Metody i kryteria oceniania:

1) Sporządzenie pisemnej, krytycznej wypowiedzi (2-4 strony A4) nt. wskazanego przez wykładowcę artykułu z zakresu współczesnych badań teoretycznych biocząsteczek: 90% udział w ocenie końcowej.

2) Obecność na wykładzie. 10% udział w ocenie końcowej.

Praktyki zawodowe:

Nie przewiduje się obowiązkowych praktyk. Dla osób zainteresowanych

istnieje możliwość prezentacji wybranego oprogramowania wspomagającego teoretyczne badania biocząsteczek w pomieszczeniach Pracowni Chemii Kwantowej, Wydziału Chemii UW. Czas prezentacji: do 90 minut.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/18" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-01-26
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład monograficzny, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Leś
Prowadzący grup: Andrzej Leś
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski Wydział Chemii.