Cheminformatyka

biologia
biotechnologia
chemia
fizyka
informatyka
matematyka

fakultatywne

Wykład jest przeznaczony dla studentów I i II stopnia. Wymagana jest podstawowa wiedza z chemii ogólnej, fizycznej, organicznej i biochemii z zakresu I i II roku studiów

w sali

Podczas wykładu omawiane będą podstawowe metody fizykochemiczne oraz metody obliczeniowe dostarczające danych mających zastosowanie w farmakologii: skrining wirtualny, techniki eksploracji danych oraz QSAR. Przedstawione zostaną repozytoria związków biologicznie czynnych oraz wykorzystanie ich w projektowaniu leków.

Wykład zaznajamia studenta z metodami generowania informacji stanowiących podstawę współczesnych metod projektowania leków. W pierwszej części przedstawione będą metody chemii fizycznej i obliczeniowej dostarczające informacji na temat właściwości fizykochemicznych związków oraz metody biochemiczne dostarczające informacji na temat odpowiedzi komórkowej. Omówione zostaną sposoby reprezentacji tych danych w repozytoriach oraz metody konstrukcji dużych zbiorów danych. Podczas wykładu przedstawione zostaną podstawowe techniki eksploracji danych, m.in. sieci neuronowe i metody uczenia maszynowego. Na przykładzie kinaz i receptorów GPCR, przedstawione zostanie pozyskiwanie danych o znaczeniu farmakologicznym, ich analiza i zastosowanie w wirtualnym skriningu opartym na właściwościach ligandów.

Przewidywany nakład pracy studenta w semestrze - 37.5 h, w tym:

- 15 h - udział w zajęciach

- 7.5 h - konsultacje

- 15 h - przygotowanie do egzaminu

1. M. Szeliga, Data Science i uczenie maszynowe, PWN 2017

2. T. Morzy, Eksploracja danych. Metody i algorytmy, PWN 2020

3. A. Bąk, J. Polański, Podstawy chemoinformatyki leków, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2018.

4. P. Graham, Chemia medyczna, PWN, Warszawa 2019.

5. Dodatkowa literatura podana w trakcie zajęć.

Po zakończeniu procesu kształcenia student będzie potrafił wymienić typy danych gromadzonych w repozytoriach biologicznych oraz opisać w sposób podstawowy metody ich generowania. Student będzie potrafił, na dowolnym przykładzie, przedstawić proces przetwarzania danych o znaczeniu farmakologicznym, uwzględniający ich redukcję i konwersję do deskryptorów za pomocą jednej wybranej metody spośród poznanych. Student będzie potrafił omówić zastosowanie tych danych w procesie projektowania leków opartym na właściwościach ligandów. Po zakończeniu procesu kształcenia student będzie potrafił omówić na wybranym przykładzie zastosowanie technik eksploracji danych w projektowaniu leków.

WIEDZA: Student po ukończeniu kursu zna i rozumie:

K_W01, K_W02, K_W05, K_W06, K_W07, K_W08, K_W09

- miejsce chemii w naukach ścisłych i przyrodniczych oraz jej znaczenie dla rozwoju ludzkości

- podstawy biochemii i rozumie znaczenie zjawisk chemicznych w procesach zachodzących w przyrodzie ożywionej

- pogłębioną wiedzę z zakresu wybranej specjalizacji chemicznej, umożliwiającą stosowanie metod i pojęć właściwych dla tej specjalizacji oraz umożliwiającą samodzielną pracę badawczą

- pogłębione pojęcia w zakresie zaawansowanej matematyki niezbędne do ilościowego

opisu zjawisk i procesów chemicznych właściwych dla danej specjalizacji chemicznej

- matematyczny opis podstawowych zjawisk i procesów chemicznych, które potrafi samodzielnie wyjaśnić

- zaawansowane techniki w metodach obliczeniowych właściwe dla danej specjalizacji chemicznej

- co najmniej jeden pakiet oprogramowania służący do obliczeń symbolicznych i jeden

pakiet do statystycznej obróbki danych

UMIEJĘTNOŚCI: Po ukończeniu kursu student potrafi:

K_U05, K_U06, K_U07, K_U08, K_U13, K_U19

- samodzielnie planować i prowadzić badania teoretyczne w ramach swojej specjalizacji chemicznej

- w sposób krytyczny ocenić wyniki przeprowadzonych samodzielnie obliczeń w ramach

swojej specjalności chemicznej

- w sposób krytyczny ocenić wyniki przeprowadzonych samodzielnie doświadczeń w

ramach swojej specjalności chemicznej, a także przedyskutować błędy pomiarowe

- wyszukiwać niezbędne informacje w literaturze fachowej, bazach danych i innych źródłach informacji oraz kompetentnie oceniać wiarygodność uzyskanych informacji

- samodzielnie zdobywać wiedzę i rozwijać umiejętności zawodowe, korzystając z różnych źródeł (pisemnych i elektronicznych), w tym obcojęzycznych

- samodzielnie uczyć się i określać kierunki dalszego kształcenia

KOMPETENCJE SPOŁECZNE: Po ukończeniu kursu student jest gotowy do:

K_K01, K_K04

- kontynuacji samokształcenia i samodzielnego poszukiwania informacji w literaturze, w tym obcojęzycznej

- systematycznego zapoznawania się z literaturą naukową i popularnonaukową w celu

pogłębiania i poszerzania wiedzy ze świadomością zagrożeń przy pozyskiwaniu

informacji z niezweryfikowanych źródeł, w tym z internetu

Egzamin ustny przeprowadzony w sali, obejmujący zagadnienia poruszane na wykładzie. Wymagana obecność na zajęciach oraz zaliczenie laboratorium, możliwe dwie nieusprawiedliwione nieobecności.

nie dotyczy