BMB834: Proteinstruktur, -dynamik og -modellering

Det Naturvidenskabelige Studienævn

Undervisningssprog: På dansk eller engelsk afhængigt af underviser, men engelsk ved internationale studerende
EKA: N210040112, N210040102
Censur: Intern prøve, en bedømmer, Intern prøve, to eller flere bedømmere
Bedømmelse: Bestået/Ikke bestået, 7-trinsskala
Udbudssteder: Odense
Udbudsterminer: Forår
Niveau: Kandidat

STADS ID (UVA): N210040101
ECTS-point: 5

Godkendelsesdato: 23-10-2018


Varighed: 1 semester

Version: Arkiv

Kommentar

01015601(tidligere UVA) er identisk med denne kursusbeskrivelse.

Indgangskrav

Ingen

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

En basal forståelse af proteiners struktur og funktion er nødvendig
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.

Kurset
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
Give færdigheder i:
  • 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
Give viden om vigtigheden af forståelsen af proteiners struktur-funktion sammenhæng i biologi, biomedicin og bioteknologi

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

    Se itslearning for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.

    Eksamensbestemmelser

    Forudsætningsprøve a)

    Tidsmæssig placering

    Forår

    Udprøvninger

    Mini-projekter og rapporter

    EKA

    N210040112

    Censur

    Intern prøve, en bedømmer

    Bedømmelse

    Bestået/Ikke bestået

    Identifikation

    Fulde navn og SDU brugernavn

    Sprog

    Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

    Hjælpemidler

    Oplyses på kurset

    ECTS-point

    0

    Uddybende information

     Forudsætningsprøven er en forudsætning for deltagelse i eksamenselement a)

    Eksamenselement a)

    Tidsmæssig placering

    Juni

    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

    N210040102

    Censur

    Intern prøve, to eller flere bedømmere

    Bedømmelse

    7-trinsskala

    Identifikation

    Studiekort

    Sprog

    Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

    Varighed

    25 minutter

    Hjælpemidler

    Oplyses på kurset

    ECTS-point

    5

    Uddybende information

    Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

    Vejledende antal undervisningstimer

    50 timer per semester

    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 E-mail Institut
    Ole Nørregaard Jensen jenseno@bmb.sdu.dk Institut for Biokemi og Molekylær Biologi

    Skemaoplysninger

    Administrationsenhed

    Biokemi og Molekylær Biologi

    Team hos Uddannelsesjura & Registratur

    NAT

    Udbudssteder

    Odense

    Anbefalede studieforløb

    Profil Uddannelse Semester Udbuds periode