Інструментальні методи

Загальний опис

Цей курс ознайомить вас з основними інструментальими методами біофізики та молекулярної біології. Його основною ціллю є розповісти які задачі можна вирішувати кожним з методів і навчити правильно обирати найлегший та найефективнший підхід для отримання відповіді на конкретне запитання. На практичних заняттях особлива увага буде приділена плануванню простих експериментів заснованих на флуресценції та круговому дихроїзмі а також обробці реальних експериментальних даних отриманих в таких експериментах.

Деталі навчального плану

Об'єм курсу: 4 лекційних заняття, 4 семінарських заняття

Лекції: Володимир Швадчак

Семінари: Володимир Швадчак

Лекції

Методи засновані на флуоресценції.

Основи флуоресценції. Флуорофори. Яскравість. Сольватохромізм. Мічення протеїнів органічними барвниками. Флуоресценція триптофану та інші природін флуорофори. FRET і його застосування для вивчення взаємодій протеїнів. Анізотропія флуоресценції.

Методи встановлення розміру молекул та структурні методи низької роздільної здатності.

Електрофорез протеїнів та олігонуклеотидів. DLS. FCS. CD спектроскопія в вивченні структури протеїнів. Інфрачервона спектроскопія.

Структурні методи високої роздільної здатності.

ЯМР. Спін. Мічення протенів 13C і 15N. ЯМР для структурного аналізу протеїнів. Твердотільний ЯМР. ЕПР і вільні радикали. Ренгеноструктурний аналіз протеїнів. Кристалізація протеїнів.

Хроматографія та мас-спектроскопія.

Принципи HPLC (ВЕРХ), препаративна та аналітична хроматографія. Типи колонок. Іонообмінна хроматографія. Витісна хроматографія (SEC). Мас-спектроскопія. LC-MS. ESI, MALDI та інші методи іонізації. Типи детекції маси іонів. Фрагментація. LC-MS в протеоміці.

Семінари

1. Флуоресценція

Квантовий вихід флуоресценції.

Вивчення протеїн-мембранної взаємодії використовуючи флуоресценцію триптофану.

Прості задачі на концентрації розчинів.

Kd-8.zip (скачати) (в окремій вкладці) (Розмір: 0.08M)

IM_S1_000-problems.pptx (скачати) (в окремій вкладці) (Розмір: 0.25M)

2. CD спектроскопія та дифузія.

Характеризування протеїн-мембранної взаємодії використовуючи CD спектроскопію (обробка даних експерименту).

Задачі на розрахунок концентрації по поглинанню світла та на мічення протеїнів.

Kd-3.zip (84.58 KB)

Kd-3.zip (скачати) (в окремій вкладці) (Розмір: 0.08M)

IM_S2_problems.pptx (скачати) (в окремій вкладці) (Розмір: 0.42M)

3. Мічення протеїнів та HTS

Визначення ІС₅₀ інгібітора на основі масиву реальних кінетичних даних.

IM_S3_001.pptx (скачати) (в окремій вкладці) (Розмір: 0.55M)

PlateReader_20180813_060343.xlsx (скачати) (в окремій вкладці) (Розмір: 2.21M)

Result of processing.xlsx (скачати) (в окремій вкладці) (Розмір: 0.17M)

4. Електрофорез. Хроматографія. Мас-спектроскопія.

Визначення часток протеїнів у розчині по SDS-PAGE (скан). Вибір градієнту для хроматографічного експерименту. Приклади мас-спектрів.

Рекомендована література

Підручники по флуоресценції

Alexander P. Demchenko "Introduction to Fluorescence Sensing"

Василь Пивоваренко "Абсорбційна та флуоресцентна спектроскопія органічних сполук"

Підручники загального плану

Додаткові матеріали

Advances in Protein Molecular and Structural Biology Methods (2022) https://doi.org/10.1016/C2020-0-03170-1 (Розділи 7, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 21)

Робота з даними

Пояснення про відображення похибок на графіках. Geoff Cumming, Fiona Fidler, David L. Vaux, Error bars in experimental biology. JCB. (2007) https://rupress.org/jcb/article-pdf/177/1/7/1329781/jcb_200611141.pdf

Викладачі

Володимир Швадчак

Співробітник Прикарпатського національного університету ім. В. Стефаника (ПНУ) (Івано-Франківськ). Вчений ступінь (PhD) отримав у 2009 році по спеціальності "Науки про життя – молекулярні та клітинні аспекти біології" на фармацевтичному факультеті університету Страсбурга, де займався розробкою сольватохромних флуоресцентних міток для вивчення взаємодій протеїнів.

Предмети курсу