FA602 Strukturní biologie: biofyzikální aspekty

Přírodovědecká fakulta
jaro 2020
Rozsah
1/0/0. 1 kr. (plus ukončení). Ukončení: k.
Vyučující
doc. Mgr. Lukáš Trantírek, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Karel Kubíček, PhD.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 11:00–11:50 Kontaktujte učitele
Předpoklady
Základní znalost metod biomolekulární strukturní analýzy (roentgenová difrakce, NMR a CD spektroskopie, FRET, elektronová mikroskopie) a molekulární biofyziky.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 7 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Tato přednáška zprostředkuje studentům vědomosti o fundamentálních biofyzikálních principech, které buňky využívají pro modulaci funkce biopolymerů. Přednáška klade důraz na:
i) vysvětlení vztahu mezi funkcí biopolymerů a jejich strukturou a prostředím;
ii) vysvětlení principu intra- a intermolekulární fyzikálně chemické signalizace a její modulace enviromentálními vlivy.
Po úspěšném absolvování předmětu musí být studenti schopni sestavit komplexní návrh strukturně biologického experimentu na základe komplexního souboru biologických funkčních dat.
Výstupy z učení
Po úspěšném absolvování kurzu by studenti měli být schopni
- vysvětlit vztahu mezi funkcí biopolymerů a jejich strukturou a prostředím
- vysvětlit principu intra- a intermolekulární fyzikálně chemické signalizace a její modulace enviromentálními vlivy.
- sestavit návrh strukturně biologického experimentu na základe komplexního souboru biologických funkčních dat.
Osnova
  • (1) Úvod do strukturní biologie; (2) Kauzální vztahy mezi strukturou biopolymeru a prostředím a mezi strukturou a funkcí; (3) Funkční význam strukturní symetrie, rytmu, a repetice; (4) Koncept: “Molecular crowding”; (5) Biofyzikální aspekty buněčné signalizace; (6) Strukturní studium nestrukturovaných biopolymerů; (7) Principy studia struktury biopolymeru in vivo; (8) Principy racionálního vývoje léčiv – korelace vztahu in vivo funkce vs in vitro struktura; (9) Biomimetické systémy.
Literatura
    doporučená literatura
  • WILEN, Samuel H. a Lewis N. MANDER. Stereochemistry of organic compounds. Edited by Ernest Ludwig Eliel. New York: John Wiley & Sons, 1993, xv, 1267. ISBN 0471016705. info
  • Exner, O. Statistic factors and symmetry numbers. Chemicke listy, 87, 473-483, 1993.
  • Dubois JM, Ouanounou G, Rouzaire-Dubois B. The Boltzmann equation in molecular biology. Prog Biophys Mol Biol. 2009 99(2-3):87-93.
  • Protein intrinsic disorder and oligomericity in cell signaling. Sigalov AB. Mol Biosyst. 2010 Mar;6(3):451-61. Epub 2009 Nov 3. Review
  • Chebotareva NA, Kurganov BI, Livanova NB. Biochemical effects of molecular crowding. Biochemistry (Mosc). 2004 69(11):1239-51.
  • Uversky VN. Intrinsically disordered proteins and their environment: effects of strong denaturants, temperature, pH, counter ions, membranes, binding partners, osmolytes, and macromolecular crowding. Protein J. 2009 28(7-8):305-25.
  • 3D QSAR in drug design. Edited by Hugo Kubinyi - Gerd Folkers - Yvonne Connolly Martin. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998, vi, 416. ISBN 0792347927. info
  • 3D QSAR in drug design. Vol. 2, Ligand-protein interactions and molecular similarity. Edited by Hugo Kubinyi - Gerd Folkers - Yvonne C. Martin. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998, vi, 416 s. ISBN 0-7923-4790-0. info
Výukové metody
Přednášky doprovázené diskusí.
Metody hodnocení
Závěrečná ústní zkouška – rozbor vědecké publikace
Informace učitele
Literatura
1) L. Trantirek - Materiál k přednášce
2) Exner, O. Statistic factors and symmetry numbers. Chemicke listy, 87, 473-483, 1993.
3) Elcock AH. Models of macromolecular crowding effects and the need for quantitative comparisons with experiment. Curr Opin Struct Biol. 2010 Apr;20(2):196-206.
4) Uversky VN. Intrinsically disordered proteins and their environment: effects of strong denaturants, temperature, pH, counter ions, membranes, binding partners, osmolytes, and macromolecular crowding. Protein J. 2009 28(7-8):305-25.
5) Dubois JM, Ouanounou G, Rouzaire-Dubois B. The Boltzmann equation in molecular biology. Prog Biophys Mol Biol. 2009 99(2-3):87-93. 6) Chebotareva NA, Kurganov BI, Livanova NB. Biochemical effects of molecular crowding. Biochemistry (Mosc). 2004 69(11):1239-51.
7) Sigalov AB. Protein intrinsic disorder and oligomericity in cell signaling.
Mol Biosyst. 2010 Mar;6(3):451-61 8) Vishveshwara S, Ghosh A, Hansia P.Intra and inter-molecular communications through protein structure network. Curr Protein Pept Sci. 2009 10(2):146-60.
9) Plaxco KW, Gross M. Protein complexes: the evolution of symmetry. Curr Biol. 2009;19(1):R25-6.
10) Goodsell DS, Olson AJ. Structural symmetry and protein function. Annu Rev Biophys Biomol Struct. 2000;29:105-53.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
S.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2017, jaro 2019, jaro 2022, jaro 2024.