PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Atomistická simulace - GDAFM03
Anglický název: Atomistic Simulation
Zajišťuje: Katedra biofyziky a fyzikální chemie (16-16110)
Fakulta: Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
Platnost: od 2023
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 0/0, Zk [HT]
Počet míst: zimní:neurčen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Kompetence:  
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
povolen pro zápis po webu
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Eugen Hruška, Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: Mgr. Dita Dršatová (26.09.2023)
Cílem tohoto kurzu je naučit výpočetní metody na atomistické úrovni užitečné pro farmaceutickou vědu a vývoj léčiv. Studenti se seznámí s principy a praktickými aplikacemi používanými při atomistických simulacích. Kurz učí, jak předpovídat experimentální vlastnosti a kriticky interpretovat výsledky atomistických simulací. Témata zahrnují molekulární reprezentaci (molekulární graf, konformace, SMILES), kvantovou mechaniku (Schrödingerova rovnice, Hartreeho–Fockova metoda, základní stav, povrch potenciální energie, ab initio síly, optimalizace geometrie), klasickou molekulární dynamiku (pohybová rovnice, silové pole, Verletův algoritmus, příprava systému, periodické okrajové podmínky, solvatace, termostat, barostat, ekvilibrace), analýzu molekulární dynamiky (odmocnina střední kvadratické chyby (RMSD), analýza vodíkových vazeb, redukce dimenze dat, analýza hlavních komponent (PCA), kinetické modely, Markovův model), atomistické strojové učení (predikce molekulárních vlastností, predikce struktury proteinů, de novo návrh proteinů), strukturní modelování (molekulární dokování, detekce vazebných míst, predikce vazebné afinity).
Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Eugen Hruška, Ph.D. (15.08.2023)

Prokázání znalosti principů a schopnosti provádět atomistické simulace.

Literatura -
Poslední úprava: Eugen Hruška, Ph.D. (15.08.2023)

Povinná:

  • Sydow, Dominique, et al. "TeachOpenCADD 2022: open source and FAIR Python pipelines to assist in structural bioinformatics and cheminformatics research." Nucleic Acids Research 50.W1 (2022): W753-W760. https://projects.volkamerlab.org/teachopencadd
  • RDKit: Open-source cheminformatics. [online]. Dostupné z: https://rdkit.org/docs/Cookbook.html
  • Nash, Jessica A., et al. "MolSSI Education: Empowering the Next Generation of Computational Molecular Scientists." Computing in Science & Engineering 24.3 (2022): 72-76. https://education.molssi.org/resources.html

Doporučená:

  • Ahdritz, Gustaf, et al. "OpenFold: Retraining AlphaFold2 yields new insights into its learning mechanisms and capacity for generalization." Preprint (2022). https://colab.research.google.com/github/aqlaboratory/openfold/blob/main/notebooks/OpenFold.ipynb
  • Watson, Joseph L., et al. "De novo design of protein structure and function with RFdiffusion." Nature (2023): 1-3. https://colab.research.google.com/github/sokrypton/ColabDesign/blob/v1.1.1/rf/examples/diffusion.ipynb
  • Corso, Gabriele, et al. "Diffdock: Diffusion steps, twists, and turns for molecular docking." Preprint (2022). https://huggingface.co/spaces/simonduerr/diffdock
  • Eastman, Peter, et al. "OpenMM 7: Rapid development of high performance algorithms for molecular dynamics." PLoS computational biology 13.7 (2017): e1005659. https://openmm.github.io/openmm-cookbook/latest/tutorials
  • Scherer, Martin K., et al. "PyEMMA 2: A software package for estimation, validation, and analysis of Markov models." Journal of chemical theory and computation 11.11 (2015): 5525-5542. http://www.emma-project.org/latest/tutorial.html
  • White, Andrew D. "Deep learning for molecules and materials." Living Journal of Computational Molecular Science 3.1 (2021): 1499-1499. https://dmol.pub/

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK