Структурная биология, осень 2014

Курс: Биология.

Преподаватель: Павел Яковлев.

Даты: Sep 2014 — Dec 2014.


Программа курса:
 

1. Введение в структурную биологию белка.
Цепочка ген - белок - функция. Сравнение последовательностей. Выравнивание: парное, one-vs-many, BLAST, MSA. Понятие первичной, вторичной и третичной структур. Связь структуры и функции белка. Аминокислоты, виды связей аминокислот.

2. Вторичные структуры белков.
Водородные связи. Backbone связи, образование вторичных структур. Виды вторичных структур: альфа-спирали и бета-слои. Нестандартные виды. Методы предсказания вторичных структур: статистические, машинное обучение, гомология.

3. Построение петель.
Понятие петли. Связь петель с robotic arm problem. Число степеней свободы. Циклический градиентный спуск. Другие методы построения петель: фрагментарная сборка, machine learning, гомологичное построение.

4. Построение третичной структуры de novo.
Понятие третичной структуры. Число возможных конформаций, парадокс Левинталя. Целевые функции при фолдинге. Методы построения: укладка решетки, фрагментарная сборка, метод Моте-Карло, стистические методы, гомологичный фолдинг. 

5. Структурное выравнивание.
Понятие структурного выравнивания. Глобальное и локальное выравнивание. Метод сравнения двугранных углов. Метод сравнения матриц дистанций. RMSD, поиск минимизирующей трансформации. Алгоритм DALI. Алгоритм MAMMOTH.

6. Моделирование белковых взаимодействий.
Понятие докинга. Аффинность, характеристики белковых взаимодействий. Проблема смены конформаций во время докинга. Методы поиска взаимодействий: FFT, геометрическое хэширование. Энергетические функции, уточнение докинга. Докинг с лигандами.

7. Дизайн белков.
Синтетические белки: применение в терапии. Модификации белков. Сканирующий мутагенез: Ala-scan, His-scan. Подходы к дизайну белков: Dead-end elimination, A*, Монте-Карло.


Материалы курса