BMB834: Proteinstruktur, -dynamik og -modellering

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

• 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

• 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

• 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

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

• Introfase (forelæsninger): 20 timer
• Træningsfase: 30 timer, heraf: 18 timer eksaminatorie 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