C8855 Pokročilé metody molekulového modelování

Přírodovědecká fakulta
jaro 2025
Rozsah
1/0/0. 1 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: k. Jiná možná ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D. (přednášející)
Garance
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Předpokládají se základní znalosti obecné a fyzikální chemie. Znalost základů kvantové chemie je výhodou. Je velmi žádoucí, aby měl student absolvované kursy C7790 Úvod do molekulového modelování a nebo C9087 Computational Chemistry for Structural Biology.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Kurs je zaměřen na získání pokročilých znalostí v oblasti výpočetní chemie. Jeho orientace je výrazně aplikační. V kurzu se budou rozebírat metody potřebné pro stavbu modelů pro simulace převážně biomolekulárních systémů. Budou diskutovány základní problémy neúplných experimentálních struktur a vhodnost využití predikovaných struktur pomocí nástrojů umělé inteligence. Dále bude probíraná příprava před-reakčních komplexů pro studium enzymatických reakcí a základní metody studia reakčních mechanismů.
Výstupy z učení
Student získá pokročilé znalosti pro samostatné studium dynamiky a reaktivity biomolekulárních systémů pomocí nástrojů molekulového modelování.
Osnova
  • Základní náležitosti kladené na modely biomolekulárních systémů * Limitace experimentálních (X-ray, NMR, CryoEM) a predikovaných (AlphaFold2, ESM-Fold, RoseTTAFold2) struktur * Ionizovatelné skupiny a vliv pH na model * Docking substrátů do aktivního místa * Jak správně solvatovat biomolekulární systémy * Typy modelů vody a iontů * Molekulární dynamika (MD) biomolekulárních systémů * Analýza MD trajektorií * Hybridní QM/MM popis aktivního místa enzymatické reakce * Výpočet reakčních profilů * Studium reakčních mechanismů
Literatura
  • Encyclopedia of computational chemistry. Edited by Paul von R. Schleyer. Chichester: John Wiley & sons, 1998, xxix, 812. ISBN 047196588X. info
  • LEACH, Andrew R. Molecular modelling : principles and applications. 2nd ed. Harlow: Prentice Hall, 2001, xxiii, 744. ISBN 0582382106. info
  • JENSEN, Frank. Introduction to computational chemistry. Third edition. Chichester: Wiley, 2017, xxii, 638. ISBN 9781118825990. info
Výukové metody
Přednášky kombinované s diskusí nad projekty.
Metody hodnocení
Kurz je zakončen písemným testem, který je následován volitelnou ústní zkouškou.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024.