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)
Mgr. Július Zemaník (pomocník)
Garance
RNDr. Petr Kulhánek, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 17. 2. až So 24. 5. St 9:00–9:50 C04/118
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. Test bude mít 50 otázek, více možností, správná odpověď plus jeden bod, nesprávná odpověď mínus čtvrtina bodu. Délka 1 hodina. Klasifikace: F < 30 bodů; 30 <= E < 35 bodů; 35 <= D < 40 bodů; 40 <= C < 45; 45 <= A a B. Hodnocení lze zlepšit o jeden stupeň (a neomezeně zhoršit) ústní zkouškou.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
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, jaro 2026.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2025/C8855