We use cookies in order to improve the quality and usability of the HSE website. More information about the use of cookies is available here, and the regulations on processing personal data can be found here. By continuing to use the site, you hereby confirm that you have been informed of the use of cookies by the HSE website and agree with our rules for processing personal data. You may disable cookies in your browser settings.

  • A
  • A
  • A
  • ABC
  • ABC
  • ABC
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Regular version of the site

Research seminar “Structural bioinformatics and molecular dynamics”

2024/2025
Academic Year
RUS
Instruction in Russian
6
ECTS credits
Delivered at:
Department of Informatics
Course type:
Compulsory course
When:
2 year, 1, 2 module

Instructor


Golovin, Andrey

Программа дисциплины

Аннотация

Курс знакомит студентов с понятиями структурной биологии белка, связей структуры и функции белка, а также алгоритмами, необходимыми для восстановления и сравнения структур белка.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью освоения дисциплины «Структурная биоинформатика» является усвоение теоретических, методических и технологических основ работы со структурами биологических молекул in silico, приобретение навыков визуализации биологических молекул и усвоение основных алгоритмов, необходимых для корректного восстановления и сравнения структур.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • В результате обучения по дисциплине студент знает принципы работы основных алгоритмов для предсказания структуры белка: гомологичного фолдинга и ПО Modeller, Rosetta, trRosetta, AlphaFold2.
  • Владеет знаниями о нюансах экспериментального получения структур белков и обладает навыками выбора необходимой структуры для работы, исходя из задачи.
  • Владеет знаниями о структуре антител, способами их аннотации и владеет подходами для оценки их потенциала: расчетом гуманизации и расчетом аффинности.
  • Владеет навыками работы с основными пакетами для визуализации структур биологических молекул.
  • Владеет общими знаниями о методах белкового дизайна in silico, основных подходах к нему и примерах успешного применения.
  • Знает алгоритм Качальского-Кацира, владеет протоколами создания статистических потенциалов и способами улучшения алгоритмов докинга.
  • Знает базовые молекулярные механизмы основных молекулярно-биологических процессов.
  • Знает молекулярные механизмы формирования структуры белков, свойства аминокислот и виды взаимодействия между атомами.
  • Знает основные форматы файлов для описания структур белков.
  • Способен реализовать алгоритмы восстановления атомов водорода, боковых цепей и пропущенных участков в белковых структурах.
  • Способен реализовать алгоритмы для структурного выравнивания и сравнения структур белков для оценки их схожести.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Молекулярная биология
  • Понятие структуры белковых молекул
  • Восстановление структур молекул
  • Выравнивание последовательностей и структур молекул
  • Задача фолдинга белков и методы ее решения
  • Задача докинга белков и методы ее решения
  • Белковый дизайн
  • Структура антител и их дизайн in silico
Элементы контроля

Элементы контроля

  • блокирующий Экзамен №1
    Устный экзамен проводится в форме ответов на вопросы экзаменационного билета. Экзаменационный билет содержит 2 вопроса из перечня вопросов к экзамену. На подготовку ответа выделяется 1 час.
  • неблокирующий Домашнее задание №2
    Домашнее задание №2 состоит из одной задачи по реализации алгоритма структурного выравнивания двух белков с разной последовательностью. Срок выполнения — 1 неделя. Форма представления — файл со скриптом на языке Python v3.8, выложенный на GitHub студента. После дедлайна за задание выставляется 0 баллов.
  • неблокирующий Домашнее задание №1
    Домашнее задание №1 состоит из одной задачи по реализации алгоритма для восстановления гэпов в структуре. Срок выполнения — 1 неделя. Форма представления — файл со скриптом на языке Python v3.8, выложенный на GitHub студента. После дедлайна за задание выставляется 0 баллов.
  • блокирующий Экзамен №2
    Устный экзамен проводится в форме ответов на вопросы экзаменационного билета. Экзаменационный билет содержит 2 вопроса из перечня вопросов к экзамену. На подготовку ответа выделяется 1 час.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • 2024/2025 2nd module
    0.15 * Домашнее задание №1 + 0.15 * Домашнее задание №2 + 0.35 * Экзамен №1 + 0.35 * Экзамен №2
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Стефанов, В. Е.  Биоинформатика : учебник для вузов / В. Е. Стефанов, А. А. Тулуб, Г. Р. Мавропуло-Столяренко. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 252 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-00860-9. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/450856 (дата обращения: 27.08.2024).

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Lesk, A. M. (2012). Introduction to bioinformatics ; Bioinformatics.

Авторы

  • Юдаева Оксана Юрьевна
  • Тимофеева Мария Александровна
  • Кузнецов Антон Михайлович