BMB834: Proteinstruktur, -dynamik og -modellering
Kommentar
Indgangskrav
Faglige forudsætninger
Studerende, der følger kurset, forventes at:
- Have kendskab til kemi, biokemi og molekylær biologi, herunder proteinbiokemi og proteinstruktur
- Have kendskab til de mest basale algoritmer og metoder indenfor bioinformatik
- Kunne anvende computere til at finde materiale, software og data på internettet
Formål
for at forstå de komplekse biologiske systemer og makromolekylære
netværk i celler, og for udviklingen af nye lægemidler til behandling af
sygdomme. Dette kursus bibringer studerende kompetencer til at forstå
og analysere proteinstruktur ved hjælp af computere og bioinformatiske
værktøjer. Dette muliggør en dybere forståelse af proteiners molekylære
funktioner og virkemekanismer, vekselvirkninger med andre makromolekyler
og ligander, design af lægemidler målrettet specifikke proteiner, og
optimering af proteiners enzymaktivitet.
bygger oven på den viden, der er erhvervet i kurserne BMB832, DM847 og
DM857 (eller tilsvarende kurser) og giver et fagligt grundlag for at
undersøge protein struktur-funktion relationer v.h.a. computerbaserede
værktøjer, herunder modellering og simulering som er en del af Msc
uddannelsen.
I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:
- Tilegne sig viden indenfor feltet strukturel biologi, proteinstruktur og simulering
- Forstå og anvende gængs terminologi og parametre til beskrivelse af proteiners struktur
- Fortolkning af eksperimentelle data ved hjælp af beregningsmetoder indenfor protein struktur og dynamik
- Forstå
principperne i analytiske metoder til proteinstrukturanalyse, herunder
røntgendiffraktion, NMR spektroskopi, massespektrometri, kalorimetri,
lys/partikel-spredning og cryoelektronmikroskopi - Forstå principperne i anvendelsen af high performance computing (HPC) til proteinstruktur analyse og modellering/simulering
- Udføre simple proteinstruktur modellering/simulering og forstå de bagvedliggende teorier og metoder
- At anvende computer og algoritmer til at studere proteiners struktur og funktion
- At læse og forstå videnskabelig litteratur indenfor proteinstruktur, modellering og simulering
- At udvælge de mest optimale computerbaserede metoder til at studere et givet proteins struktur
Målbeskrivelse
For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:
- Anvende
fagets termer til beskrivelse af protein struktur og struktur-funktion
sammenhænge og kunne formidle denne information skriftligt og mundtligt,
samt indgå i videnskabelige diskussioner herom - Beskrive de biokemiske parametre og mekanismer som ligger bag proteinfoldning, stabilitet og vekselvirkninger
- Beskrive de bioanalytiske metoder som gennemgås i kurset
- Beskrive de algoritmer og computerværktøjer som anvendes i kurset
- Anvende computer til at finde, analysere og visualisere proteinstrukturer
- Anvende high-performance computing (HPC) baserede metoder til at modellere proteiners struktur
- Beskrive docking metoder til at karakterisere protein-ligand komplekser
- Anvende ovennævnte metoder til at løse simple problemstillinger som præsenteres i kurset
- Anvende ovennævnte metoder til generelle problemstillinger som rækker ud over kursets indhold
- Reflektere over og vurdere computermæssige arbejdsgange (pipelines) til proteinstrukturanalyse
- Lære metoder og rapportere resultater
Kurset giver konkrete kompetencer til
- At forstå og værdsætte vigtigheden af proteinstrukturanalyse i biologi og biomedicin og i lægemiddeludvikling og –optimering
- At vurdere og udvælge hensigtsmæssige computerværktøjer og algoritmer til proteinstrukturanalyse
- At anvende simple computerværktøjer og algoritmer til at undersøge proteinstruktur og protein-ligand vekselvirkninger
Indhold
Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:
- Grundlæggende protein biokemi og protein strukturanalyse
- Proteinstrukturdatabaser
- Algoritmer og computersoftware til proteinstrukturanalyse
- Data-visualiseringsværktøjer
- Bioanalytiske teknikker til proteinstrukturanalyse
- Proteiners vekselvirkninger
- Indføring i high-performance computing
- Molekyle-mekaniske metoder til proteinstrukturmodellering
- Analyse af molekyle-mekaniske optimering, herunder contraint-based protein modellering
- Docking af ligander
- Homologi modellering
Litteratur
Eksamensbestemmelser
Forudsætningsprøve a)
Tidsmæssig placering
Udprøvninger
Mini-projekter og rapporter
EKA
Censur
Bedømmelse
Identifikation
Sprog
Hjælpemidler
Oplyses på kurset
ECTS-point
Uddybende information
Forudsætningsprøven er en forudsætning for deltagelse i eksamenselement a)
Eksamenselement a)
Tidsmæssig placering
Forudsætninger
Type | Forudsætningsnavn | Forudsætningsfag |
---|---|---|
Delprøve | Forudsætningsprøve a) | N210040101, BMB834: Proteinstruktur, -dynamik og -modellering |
Udprøvninger
Mundtlig eksamen med udgangspunkt i videnskabelig artikel og emner / rapporter bearbejdet under kurset
EKA
Censur
Bedømmelse
Identifikation
Sprog
Varighed
Hjælpemidler
Oplyses på kurset
ECTS-point
Uddybende information
Vejledende antal undervisningstimer
Undervisningsform
- Introfase: 20 timer
- Træningsfase: 30 timer, heraf: 18 timer eksaminatorie: 18 timer og 12 timer laboratorieøvelser
Undervisningen følger trefasemodellen. Introfasen består overvejende af forelæsninger som introducerer de studerende til de overordnede emner og temaer indenfor proteinstruktur og strukturanalyse med computer og software-algoritmer. Eksaminatorier og laboratorieøvelser (computerøvelser) følger op på forelæsninger/introfase og går i dybden med en række eksempler. De studerende arbejder her med konkrete problemstillinger og spørgsmål, og forventes at kunne opstille egne hypoteser. Det forventes at de studerende arbejder selvstændigt, enten individuelt eller i mindre grupper, Studiefasen består af selvstændig forberedelse, læsning af faglitteratur, forberedende arbejde og miniprojekter.
Aktiviteter i studiefasen:
- Læse lærebog
- Læse artikler
- Diskussion i grupper
- Forberedelse til computerøvelser
- Miniprojekter
Ansvarlig underviser
Navn | Institut | |
---|---|---|
Ole Nørregaard Jensen | jenseno@bmb.sdu.dk | Institut for Biokemi og Molekylær Biologi |