Structure and stereochemistry of molecules, geometrical description of molecules as 3D objects. Protein structures, domains, folds, bioinformatics. Drug design based on known 3D protein structures. Structures of nucleic acids, double helices, 3D folds, ribosomal RNA. Foundations of crystallography, comparison of structures determined by crystallography, NMR spectral techniques, and computer experiments. Structural databases as the main source of molecular 3D structures.
Last update: T_FUUK (15.05.2001)
Struktura a stereochemie molekul, geometrický popis molekul jako 3D objektů. Struktury proteinů, domény, typy foldů, bioinformatika. Návrhy léčiv založené na znalosti 3D struktur proteinů. Struktury nukleových kyselin, dvoušroubovice, 3D foldy RNA i DNA, ribosomální RNA. Základy krystalografie, porovnání krystalografických struktur se strukturami určenými technikami NMR spektroskopie a počítačových experimentů. Strukturní databáze jako základní zdroj 3D struktur molekul.
Course completion requirements -
Last update: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (14.05.2020)
Oral exam, exam requirements - in the extent of the syllabus.
Last update: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (14.05.2020)
Ústní zkouška, požadavky ke zkoušce - v rozsahu sylabu.
Literature - Czech
Last update: RNDr. Pavel Zakouřil, Ph.D. (05.08.2002)
C Brandén; J. Tooze: Introduction to Protein Structure. Second Edition, Garland Publishing, New York (1998). S. Neidle, editor: Oxford Handbook of Nucleic Acid Structure. Oxford University Press, Oxford, (1999). D. Voet, J.G. Voet: Biochemistry. John Wiley & Sons, New York (1997). H. Lodish et al.: Molecular Cell Biology. Scientific American Books, New York (1999). J.P. Glusker; M. Lewis; M. Rossi: Crystal Structure Analysis for Chemists and Biologists. VCH, New York (1994).
Syllabus -
Last update: prof. RNDr. Marek Procházka, Ph.D. (15.05.2020)
1. Why study the structures of molecules. How to describe the geometry of molecules. Basic rules of stereochemistry, their consequences for molecular geometries. 2. Structure-function relationships in biology and chemistry. Formal description of three-dimensional (3D) objects. 3. Stereochemistry of building blocks of biomolecules, amino acids and nucleotides. 4. Structural motifs of secondary structure of proteins, motifs of tertiary structure, classification of protein folds. 5. Structural bioinformatics, relationship between amino acid sequence and protein structure. Methods of comparing sequences and structures. 6. Drug design based on knowledge of 3D structures of target proteins. 7. Structure of nucleic acids. I. Helical conformation. 8. Structure of nucleic acids. II. 3D structures of RNA and DNA molecules. 9. Basics of crystallography, the most important methods for determining 3-D structures of molecules. I. Experimental setup, crystal growth, solution of structures. 10. Basics of crystallography. II. Symmetry, refining. Structural genomics. 11. Comparison of crystallography with other experimental methods such as electron microscopy, nuclear magnetic resonance and other spectral methods. 12. Critical evaluation of computer simulations by quantum chemistry and methods of empirical potential (Monte Carlo, Molecular Dynamics) for the study of 3-D structures. 13. Structural database: search and comparison of molecular structures. Introduction to the use of the three most important databases: CAMBRIDGE STRUCTURAL DATABASE (CSD) for organic molecule structures, PROTEIN DATA BANK (PDB) as the primary archive of experimental biomolecule structures, and NUCLEIC ACID DATABASE (NDB) for nucleic acid-containing crystal structures. 14. Databases in the Internet world: How to find connections that give meaning to things.
Last update: T_FUUK (15.05.2001)
1. Proč studovat struktury molekul. Jak popisovat geometrie molekul. Základní pravidla stereochemie, jejich důsledky pro molekulové geometrie. 2. Vztahy struktura - funkce v biologii a chemii. Formální popis třírozměrných (3D) objektů. 3. Stereochemie stavebních kamenů biomolekul, aminokyselin a nukleotidů. 4. Strukturní motivy sekundární struktury proteinů, motivy terciarní struktury, klasifikace proteinových foldů. 5. Strukturní bioinformatika, vztah mezi aminokyselinovou sekvenci a strukturou proteinu. Metody porovnávání sekvencí a struktur. 6. Navrh léčiv založený na znalosti 3D struktur cílových proteinů. 7. Struktura nukleových kyselin. I. Helikální konformace. 8. Struktura nukleových kyselin. II. 3D struktury molekul RNA a DNA. 9. Základy krystalografie, nejdůležitější metody stanovení 3-D struktur molekul. I. Experimentální uspořádání, růst krystalu, řešení struktur. 10. Základy krystalografie. II. Symetrie, rafinace. Strukturní genomika. 11. Porovnání krystalografie s ostatními experimentálními metodami jako elektronová mikroskopie, nukleární magnetická resonance a další spektrální metody. 12. Kritické hodnocení počítačových simulací kvantovou chemií i metodami empirického potenciálu (Monte Carlo, Molekulární dynamika) pro studium 3-D struktur. 13. Strukturní database: hledání a porovnávání struktur molekul. Úvod do použití tří nejdůležitějších databasí: CAMBRIDGE STRUCTURAL DATABASE (CSD) pro struktury organických molekul, PROTEIN DATA BANK (PDB) jako primární archiv experimentálních struktur biomolekul a NUCLEIC ACID DATABASE (NDB) pro krystalové struktury obsahující nukleové kyseliny. 14. Database v internetovém světě: Jak nalézat spojení, která dávají věcem význam.
