Course detail

Chemoinformatics

FEKT-MPAN-CHMAcad. year: 2026/2027

The course introduces students to the basics of working with chemical and protein databases, visualization of biomolecular structures and the use of web tools in the field of molecular modeling. Emphasis is placed on the preparation of proteins and ligands, molecular docking, virtual screening and homology modeling. Students will also learn about pharmacophore generation, QSAR modeling, evaluation of ADMET properties and molecular dynamics. The course also includes the solution of a semester project in the form of consultations and a final presentation. 

Předmět seznamuje studenty se základy práce s chemickými a proteinovými databázemi, vizualizací biomolekulárních struktur a využitím webových nástrojů v oblasti molekulárního modelování. Důraz je kladen na přípravu proteinů a ligandů, molekulární dokování, virtuální screening a homologické modelování. Studenti se dále seznámí s generováním farmakoforů, QSAR modelováním, hodnocením ADMET vlastností a molekulární dynamikou. Součástí výuky je také řešení semestrálního projektu formou konzultací a závěrečné prezentace.

Language of instruction

English

Number of ECTS credits

4

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

Sudeep Roy, Ph.D.

Department

Department of Biomedical Engineering (UBMI)

Aims

The aim of the course is to introduce students to modern methods of computer-aided drug design and work with biomolecular data. The student will acquire skills in the preparation of structures, molecular docking, virtual screening and creation of prediction models. They will learn to use databases, visualization tools and specialized software for the analysis of biologically active substances. They will understand the principles of pharmacophore modeling, QSAR and ADMET evaluation of properties. Emphasis is placed on practical project solutions and interpretation of the achieved results. 

Rules for evaluation and completion of the course

Criteria for obtaining credit:
- obtain a total of at least 20 points from all scored activities of the semester
- complete at least 7 out of 8 continuous scored activities (i.e. protocols from computer exercises) (max. 16 points)
- develop and defend a project (max. 24 points)
Exercises are mandatory, one absence is allowed. Another absence is possible only for health reasons, immediately excused (with confirmation from a doctor). Compensation for missed exercises is possible in the last week of the semester. Only students with credit can register for the oral final exam
To successfully complete the course, it is necessary to obtain at least 30 points from the final exam. The final score is determined from the points obtained during the semester (max. 40 points) and from the final exam (max. 60 points). The final exams will be held in form of viva examination.  

 

Kritéria pro získání zápočtu: 
- získat celkem alespoň 20 bodů ze všech bodovaných aktivit v semestru
- absolvovat alespoň 7 z 8 průběžně bodovaných aktivit (tj. protokoly z počítačových cvičení) (max. 16 bodů)
- vypracovat a obhájit projekt (max. 24 bodů)
Cvičení jsou povinná, je povolena jedna absence. Další absence je možná pouze ze zdravotních důvodů, okamžitě omluvená (s potvrzením od lékaře). Náhrada za zmeškaná cvičení je možná v posledním týdnu semestru. K ústní závěrečné zkoušce se mohou přihlásit pouze studenti s kreditem.
Pro úspěšné absolvování kurzu je nutné získat alespoň 30 bodů ze závěrečné zkoušky. Konečné hodnocení se stanoví na základě bodů získaných během semestru (max. 40 bodů) a ze závěrečné zkoušky (max. 60 bodů). Závěrečné zkoušky se budou konat formou ústní zkoušky. 

 

Study aids

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

D. C. Young: Computational Drug Design. Wiley, 2009.

Recommended reading

A. R. Leach: Molecular Modelling - Principles and Applications (2 edition). Pearson Education, 2001.
D. C. Young: Computational Chemistry, a Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. Wiley, 2001.

Classification of course in study plans

  • Programme MPA-BTB Master's 1 year of study, summer semester, compulsory
  • Programme MPCN-BTB Master's 1 year of study, summer semester, compulsory-optional

Type of course unit

 

Lecture

22 hours, optionally

Teacher / Lecturer

Sudeep Roy, Ph.D.

Syllabus

1. Overview of Cheminformatics
2. Cheminformatics: Concepts and Methods
3. Molecular Docking and its applications in Computer-Aided Drug Design
4. Structure & Ligand Based Virtual Screening
5. Drug Designing Using Homology Modeling
6. Introduction to Pharmacophores
7. Fundamentals of QSAR Modeling
8. In-Silico ADMET
9. Fundamentals of Molecular Dynamics
10. Immunological and Biological Background to Cheminformatics
11. Advances in Genomics and Proteomics vs Drug and Vaccine Development 

 

1. Přehled chemické informatiky
2. Chemická informatika: pojmy a metody
3. Molekulární dokování a jeho aplikace v počítačem podporovaném navrhování léčiv
4. Virtuální screening založený na struktuře a ligandech
5. Navrhování léčiv pomocí homologického modelování
6. Úvod do farmakoforů
7. Základy QSAR modelování
8. In-Silico ADMET
9. Základy molekulární dynamiky
10. Imunologické a biologické pozadí chemické informatiky
11. Pokroky v genomice a proteomice vs. vývoj léků a vakcín 

 

Exercise in computer lab

18 hours, compulsory

Teacher / Lecturer

Sudeep Roy, Ph.D.

Syllabus

1. Introduction of Chemical and Protein Databases. Visualization of Protein and Biological Webservers
2. Protein and Ligand Preparation for Molecular Docking
3. Molecular Docking
4. Virtual Screening
5. Homology Modeling
6. Pharmacophore Generation and its usage in Virtual Screening
7. QSAR and Model Generation
8. In-Selected ADMET on the selected molecules
9. Molecular Dynamics on the docked Complexes.
10. Project briefing and consultation_I
11. Project briefing and consultation_II
12. Project briefing and consultation_III
13. Final Presentation, Missed Exercises and Consultation 

 

1. Úvod do chemických a proteinových databází. Vizualizace proteinových a biologických webových serverů.
2. Příprava proteinů a ligandů pro molekulární dokování.
3. Molekulární dokování.
4. Virtuální screening.
5. Homologické modelování.
6. Generování farmakoforů a jejich použití ve virtuálním screeningu.
7. QSAR a generování modelů.
8. In-Selected ADMET na vybraných molekulách.
9. Molekulární dynamika na dokovaných komplexech.
10. Briefing a konzultace k projektu_I
11. Briefing a konzultace k projektu_II
12. Briefing a konzultace k projektu_III
13. Závěrečná prezentace, zmeškaná cvičení a konzultace 

 

Project

8 hours, compulsory

Teacher / Lecturer

Sudeep Roy, Ph.D.

Syllabus

Work on a group project (1-3 member groups).
Individual preparation for completion
Final preparation for the oral exam from the provided study materials (lecture and exercise presentations),
own notes and reports prepared for computer exercises, or from basic literature.  

 

Práce na skupinovém projektu (skupiny o 1–3 členech).
Individuální příprava na dokončení
Závěrečná příprava na ústní zkoušku z poskytnutých studijních materiálů (prezentace přednášek a cvičení),
vlastních poznámek a zpráv připravených pro počítačová cvičení nebo ze základní literatury. 

 

Individual preparation for excercises

26 hours, optionally

Teacher / Lecturer

Sudeep Roy, Ph.D.

Individual preparation for a final exam

25 hours, optionally

Teacher / Lecturer

Sudeep Roy, Ph.D.

Syllabus

Students complete the course with a final exam, for which they prepare using materials provided by the supervisor (lectures and exercises in seminars). 

 

Studenti ukončí předmět závěrečnou zkouškou, na kterou se připravují z materiálů poskytnutých vedoucím (přednášky a úlohy ve cvičeních).