Drug design - MB151P98

• Title: Drug design
• Czech title: Design lékových forem
• Guaranteed by: Department of Cell Biology (31-151)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2022 to 2023
• Semester: winter
• E-Credits: 4
• Examination process: winter s.:combined
• Hours per week, examination: winter s.:2/2, C+Ex [DS]
• Capacity: 20
• Min. number of students: 5
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: English
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: RNDr. Mgr. Martin Lepšík, Ph.D.
• Teacher(s): RNDr. Mgr. Martin Lepšík, Ph.D.; doc. Ing. Václav Veverka, Ph.D.

Annotation

English

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

One-semester practical course in English aims at obtaining an overview and hands-on
experience in using computational methods for modern drug design. It is desirable that the
attendees have previous knowledge of structure and function of biomolecules, general
chemistry and use of computers for scientific work. Aimed at Master students of 1st or 2nd
year (potentially 3rd year Bachelor students) and PhD students including medical faculties.

The topics covered in the course:
1. Discovery of new biologically active compounds
2. Structure, dynamics and interactions in biomolecule-ligand complexes
3. Biologically active compounds, their properties and interactions
4. Docking, molecular mechanics and dynamics, scoring
5. Ligand-based drug design

Czech

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

Jednosemestrální praktický kurs (přednášky a cvičení) v angličtině je zaměřen na získání přehledu a praktických
dovedností v používání výpočetních metod pro moderní návrh léčiv. Je s výhodou, pokud frekventanti tohoto kursu
absolvovali přednášky o struktuře a funkci biomolekul, obecné chemii a použití počítačů k vědecké práci. Určeno
pro studenty 1. a 2. ročníku navazujícího magisterského studia (příp. pro 3. ročník bakalářského studia) a
pro postgraduální (Ph.D.) studenty včetně lékařských oborů.

V kurzu budou probírána následující témata:
1. Objevování nových biologicky aktivních látek
2. Struktura, dynamika a interakce v komplexech biomolekul s ligandy
3. Biologicky aktivní látky, jejich vlastnosti a interakce
4. Dokování, molekulová mechanika, dynamika, skórování
5. Návrh léků založený na ligandech

Literature

English

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

The topics are partially covered in the following books:

Basic: Young, D.C. Computational Drug Design. Wiley, 2009.

Krogsgaard-Larsen, P; Stromgaard, K; Madsen, U. Textbook of Drug Design and Discovery, 4th ed., CRC Press, 2010.

Recommended: Young D.C. Computational Chemistry, a Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. Wiley, 2001.

Leach AR. Molecular Modelling - Principles and Applications (2 edition). Pearson Education, 2001.

Alvarez, J. & Shoichet B. (Eds.). Virtual Screening in Drug Discovery. Taylor&Francis, 2005.

Czech

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

Obsah přednášky je částečně pokryt v následujících knihách:

Základní: Young, D.C. Computational Drug Design. Wiley, 2009.

Krogsgaard-Larsen, P; Stromgaard, K; Madsen, U. Textbook of Drug Design and Discovery, 4th ed., CRC Press, 2010.

Doporučená: Young D.C. Computational Chemistry, a Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. Wiley, 2001.

Doporučená: Leach AR. Molecular Modelling - Principles and Applications (2 edition). Pearson Education, 2001.

Doporučená: Alvarez, J. & Shoichet B. (Eds.). Virtual Screening in Drug Discovery. Taylor&Francis, 2005.

Requirements to the exam

English

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

The exam is awarded with 4 credits.

The PROJECT: A mini-project on a selected topic from Hands-on sessions is required for entering the exam.

The EXAM entails questions on the topics covered in the lectures.

Czech

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

Zkouška je hodnocena 4 kredity.

PROJEKT: Studenti si vyberou téma z praktických cvičení a vypracují malý projekt. Nutné pro připuštění ke zkoušce.

ZKOUŠKA se skládá z otázek na témata probíraná na přednáškách.

Syllabus

English

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

Sylabus

Lecture topics:


1. Molecular foundations of disease, biomolecular targets, drug design and discovery (ML)

2. Structure and dynamics of biomolecular targets (proteins, nucleic acids) (VV)

3. Structural biology methods (X-ray crystallography, NMR, cryo-EM, AlphaFold) (VV)

4. Hands-on Session: PDB database (VV, ML)

5. Biologically active compounds, properties, noncovalent and covalent interactions (JF)

6. Hands-on Session: visualisation of proteins and ligands - PyMol (JF, ML)

7. Virtual screening, docking, scoring (JF)

8. Hands-on Session: Docking - AceDock (JF, ML)

9. Molecular mechanics and dynamics, binding free energy calculations (ML)

10. Ligand-based drug design - QSAR, ADMET, databases (ML)

Czech

Last update: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (16.04.2024)

Témata přednášek:
1. Molekulární základy nemocí, biomolekulární terapeutické cíle, návrh a objevování léků (ML)

2. Struktura a dynamika biomolekulárních cílů (proteiny, nukleové kyseliny) (VV)

3. Metody strukturní biologie (rentgenová krystalografie, NMR, cryo-EM, AlphaFold) (VV)

4. Praktické cvičení: PDB databáze (VV, ML)

5. Biologicky aktivní látky, vlastnosti, nekovalentní a kovalentní interakce (JF)

6. Praktické cvičení: vizualizace proteinů a ligandů - PyMol (JF, ML)

7. Virtuální prohledávání knihoven látek, dokování, skórování (JF)

8. Praktické cvičení: Dokování - AceDock (JF, ML)

9. Molekulární mechanika a dynamika, výpočty vazebné volné energie (ML)

10. Návrh léků založený na ligandech - QSAR, ADMET, databáze (ML)