Detail předmětu

Chemoinformatics

FEKT-MPAN-CHMAk. rok: 2027/2028

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.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

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. 

 

 

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními metodami počítačem podporovaného návrhu léčiv a práce s biomolekulárními daty. Student získá dovednosti v přípravě struktur, molekulárním dokování, virtuálním screeningu a tvorbě predikčních modelů. Naučí se využívat databáze, vizualizační nástroje a specializovaný software pro analýzu biologicky aktivních látek. Porozumí principům farmakoforového modelování, QSAR a hodnocení ADMET vlastností. Důraz je kladen na praktické řešení projektu a interpretaci dosažených výsledků. 

Základní literatura

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

Doporučená literatura

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPCN-BTB magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný, je součástí profilujícího základu
  • Program MPA-BTB magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

22 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

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 

 

 

Cvičení na počítači

18 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

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 

 

 

Projekt

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

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. 

 

 

Individuální příprava na závěrečnou zkoušku

25 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

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

 

Individuální příprava na cvičení

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor