بیوانفورماتیک ساختاری
Structural Bioinformatics
شماره درس: ۴۰۵۵۳ | تعداد واحد: ۳ |
مقطع: کارشناسی ارشد | نوع درس: نظری |
پیشنیاز: – | همنیاز: – |
اهداف درس
هدف درس بیوانفورماتیک ساختاری آشنایی دانشجویان با بازیابی، سازماندهی و تجزیه و تحلیل دادههای زیستشناسی ساختاری است. در این درس دانشجویان با روابط توالی، ساختار و عملکرد پروتئینها که از اصول مهم در درک جامع بیوانفورماتیک ساختاری است و همچنین روشها، الگوریتمها و نرمافزارهای شناخته شده در بیوانفورماتیک ساختاری، آشنا میشوند.
ریز مواد
- آشنایی با بیوانفورماتیک ساختاری (۱ جلسه)
- ساختار مولکولهای زیستی (۴ جلسه)
- واحدهای مونومری در سازمان مولکولی سلولها
- ساختار و شیمی نوکلئیک اسیدها و اسیدهای آمینه
- خصوصیات ساختاری پلیپپتیدها
- ساختار اول، دوم، سوم و چهارم پروتئینها
- طبقه بندی ساختارهای دوم و سوم پروتئینها
- ساختار سه بعدی DNA و RNA
- مشاهده و آنالیز ساختار پروتئینها (۴ جلسه)
- آشنایی با زبان TCL
- بررسی خصوصیات ساختاری ۳ بعدی پروتئینها (خطای جذر میانگین مربعات، شعاع دوران، سطح قابل دسترس حلال و …)
- مشاهده و آنالیز ساختار مولکولهای زیستی با نرمافزار VMD
- پایگاه دادههای بیوانفورماتیک ساختاری (۴ جلسه)
- پایگاه داده توالیهای پروتئین
- پایگاه داده ساختار ۳ بعدی پروتئینها (Protein Data Bank، آشنایی با تعیین ساختار سه بعدی توسط روش کریستالوگرافی x-ray، فرمت PDB)
- پایگاه داده مولکولهای کوچک شیمیایی
- مناظر انرژی بیومولکولی (۵ جلسه)
- جستجو در مناظر انرژی بیومولکولی
- Fold شدن پروتئینها
- بهینهسازی ژئومتری و جستجوی ساختاری
- پروتئینهای بی نظم داتی
- شبیه سازی دینامیک مولکولی (۴ جلسه)
- مکانیک مولکولی و میدانهای نیروی
- اصول و انواع شبیه سازی دینامیک مولکولی
- پیشبینی ساختار پروتئینها (۳ جلسه)
- پیش بینی ساختار دوم پروتئینها
- پیش بینی ساختار سوم پروتئینها با استفاده از مدلسازی بر پایه Homology
- پیش بینی ساختار سوم پروتئینها با استفاده از مدلسازی بر پایه Threading
- پیش بینی ساختار سوم پروتئینها بدون الگو بر پایه یادگیری ماشین
- Docking مولکولی (۳ جلسه)
- برهمکنش و Docking پروتئین و مولکولهای شیمیایی
- برهمکنش و Docking پروتئین و پروتئین
- شبکه در بیوانفورماتیک ساختاری (۲ جلسه)
- شبکههای برهمکنش اسیدهایآمینه
- شبکههای انرژی پروتئین
مراجع
- Philip E. Bourne, Helge Weissig, Structural Bioinformatics, John Wiley & Sons publication, 2009.
- Forbes J. Burkowski, Structural Bioinformatics: An Algorithmic Approach, Taylor & Francis Group, CRC Press, 2013.
- David L Nelson, Michael M Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, 6th edition, New York W H Freeman, 2013.
- Tamar Schlick, Molecular Modeling and Simulation: An Interdisciplinary Guide, 2nd edition, Springer, 2010.