| Tantárgy neve: | Macromolecular Modelling
P-ITMED-0030 |
|---|
| Tárgyfelelős: | Gáspári Zoltán |
|---|
| Tantárgy oktatója: | Gáspári Zoltán |
|---|
| A tantárgy céljának rövid ismertetése: | A kurzus célja a hallgatók megismertetése a korszerű molekulamodellezési eljárások elméleti és gyakorlati alapjaival, hozzájárulva a biológiai adatok részletes, szerkezetalapú funkcionális elemzési módszereinek elsajátításához. |
|---|
| Elsajátítandó elméleti ismeretanyag: |
- A kurzus célja mélyebb ismeretek nyújtása az alábbi területeken:
- Erőterek és a molekulamechanika alapjai
- Monte Carlo módszerek, Metropolis algoritmus
- Energiaminimalizálási eljárások
- MD szimulációk paraméterezése és futtatása
- Trajektóriák elemzése
- Kiterjesztett mintavételi módszerek, replica exchange, metadinamika
- Szabadenergia-számítások, MM-PBSA, free energy perturbation
- hibrid módszerek (QM/MM)
- a fehérje-ligandum dokkolás alapjai
- Teljes 3D szerkezet predikciója szekvencia alapján I: klasszikus homológiamodellezés
- AI-alapú 3D predikciós módszerek
- Membránfehérjék modellezése, coarse-grained modellezés (MARTINI)
- Fehérjék nem-globuláris szakaszainak modellezése
|
|---|
| Elsajátítandó gyakorlati ismeretanyag: |
- A gyakorlati részben a hallgatók konkrét molekulamodellezési feladatokat oldanak meg.
- Paraméterezés, megjelenítés, előkészítés: CHARMM-GUI, Schrödinger Maestro
- Molekuladinamikai számítások paraméterezése trajektóriák kiértékelésének alapjaival (GROMACS; RMSD, hidrogénkötések, stb.).
- Enhanced sampling szimulációk eredményeinek kiértékelése
- Fehérje:ligandum dokkolás a Schrödinger programmal
- Homológiamodellezés (Swiss-Model, MODELLER)
- Gépi tanuláson alapuló szerkezetbecslés (AFDB, Colabfold)
- Nem-globuláris régiók modellezése (DIPEND)
- Molekulamodellezés szuperszámítógépes környezetben (SLURM)
|
|---|
| A 2-4 legfontosabb kötelező irodalom felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN): | D.C. Rapaport: The Art of Molecular Dynamics Simulation. Cambridge University Press, 2011. ISBN: 9780511816581.
Chérif F. Matta (szerk): Quantum Biochemistry. Wiley, 2010. ISBN: 9783527323227.
Gu, J. & Bourne, P.E. (eds.): Structural Bioinformatics. Wiley-Blackwell, 2009. ISBN: 978-0470181058. |
|---|
| A 2-4 legfontosabb ajánlott felsorolása bibliográfiai adatokkal (szerző, cím, kiadás adatai, (esetleg oldalak), ISBN): | Warren J. Hehre: A guide to molecular mechanics and quantum chemical calculations. Wavefunction, 2003. ISBN: 9781890661182.
CHARMM documentation. https://charmm-gui.org/?doc=docs&tindex=1. |
|---|
| Elmélet-gyakorlat aránya: | Elméleti óra óraszáma: 2
Gyakorlati óra és labor óra óraszáma: 0 + 2 |
|---|
| Az alkalmazott oktatási módszerek: |
- Előadás vetített prezentációval
- Moodle felületen közzétett feladatok
|
|---|
| Az értékelés módja: | |
|---|
| Az értékelés kritériuma: | Frontális előadás vetített diasorral, gyakorlati munkafolyamatok interaktív bemutatása géptermi környezetben. Moodle felületen kiadott gyakorlati feladatok. |
|---|
| Miként járul hozzá a tantárgy a KKK-ban megjelölt kompetenciaelemek megszerzéséhez: | Bioinformatika mesterképzés:
A1: Az órákon a hallgatók és az oktatók aktívan használják a molekulamodellezés korszerű angol szaknyelvét
A2: A korszerű eljárások, fogalmak megértése hozzásegíti a hallgatókat a kurrens szakirodalom értő feldolgozásához
A4: A kurzusban megjelenik a molekuláris funkció és kölcsönhatások megértéséhez szükséges szerkezetalapú eljárások elmélete
A5: A kurzus expliciten hozzájárul a szerkezeti biológia területén szerzett ismeretek bővítéséhez, segítve egyes molekuláris diagnosztikai adatfeldolgozó eljárások eredményének értelmezését is
B1: A hallgatók megtanulják a molekulamodellezési eljárások gyakorlati alapjait
B2: A kurzus hozzájárul a biomolekulák szerkezeti aspektusainak figyelembevételéhez az egyes problémák megoldása, eljárások tervezése során
C5: A beadandó feladatok során hangsúlyos a munkafolyamatok mások által érthető, reprodukálható formában történő leírása
C6: A térszerkezeti modellezéssel megválaszolható kérdések megismerése tágítja a hallgatók által alkalmazható munkafolyamatok körét
D1: A kurzus során ismertetett szaktudás igen hangsúlyos a biotechnológia, gyógyszerfejlesztés, illetve (makro)molekuatervezés területén |
|---|
