Біофізика (09 2023)
Цей курс покликаний розповісти про фізичні аспекти взаємодій біологічних молекул та деяких клітинних процесів, а також про будову протеїнів та нуклеїнових кислот. Практичні заняття будуть сфокусовані на навичках плануванні експериментів по встановленню механізмів біологічних процесів з особливою увагою до питань які виникають при розробці лікарських препаратів.
Оборотні й необоротні процеси. Закони термодинаміки. Теплота й ентальпія реакції. Ентропія. ΔG. Рівняння Нернста. Закон Гесса. Константи рівноваги. Визначення Kd і стехіометрії при взаємодіях протеїнів.
Ковалентні, водневі, іонні зв'язки. Біополімери та індивідуальні молекули. Дифузія та розмір молекул. Первинна, вторинна, третинна структура протеїнів. Дисульфідні зв'язки. Взаємозв'язок між амінокислотною послідовністю та вторинною структурою. Передбачення структури, MD симуляції.
Комплементарінсть. Спіраль. Шпильки. т-РНК. Моніторинг переходу між одно- двонитковим станом за допомогою УФ поглинання. Нетипові конформації. Вірусні та некодуючі РНК. РНК-ензими.
Ліпідний бішар. Модельні мембрани. Фаза. Структура й склад клітинних мембран. Протеїни й мембрани. Мембранна проникність. Асиметрія мембран. Трансмембранний потенціал. Канали.
Реакції першого порядку. Двостадійні реакції. Оборотні реакції й константи рівноваги. Реакції другого порядку. Кінетика в складних системах. Основи моделювання кінетики. Моделювання розвитку епідемій. Каталіз. Кінетика ферментативних процесів. Інгібування. Кінетика у вивченні механізмів реакцій.
AТФ-синтаза. Джгутик бактерій.
Задачі на обчислення констант зв'язування та дисоціації. Методи вивчення взаємодій протеїнів.
Конструювання пептидів. Структура ДНК. РНК шпильки. Онлайн калькулятори властивостей пептидів та олігонуклеотидів. Ліпіди і мембрани.
Моделювання кінетики реакцій в Excel. Вплив інгібітора на кінетику реакції.
Програма VMD для візуалізації біологічних молекул. Канали. Молекулярні машини. Моторні протеїни.
Сторінка завантаження програми VMD https://www.ks.uiuc.edu/Development/Download/download.cgi?PackageName=VMD
Cайт де можна скачати файли структур молекул з координатами атомів https://www.rcsb.org/ (в форматі PDB).
VMD short tutorial.pptx (1.56 МБ)
David G. Nicholls, Stuart J. Ferguson Bioenergetics Https://Booksite.Elsevier.Com/9780123884251/
Рекомендовано для вивчення розділ 3 (термодинаміка), розділи 6 та 7 (фотосинтез та синтез АТФ), розділ 2 (іонний транспорт крізь мембрани)
