Komputerowe wspomaganie projektowania leków

biologia
biotechnologia
chemia
fizyka
informatyka
matematyka

obowiązkowe

Modelowanie molekularne dla projektowania leków 1200-1CHMMOW6

Znajomość podstawowych metod modelowania i wizualizacji molekuł chemicznych i biologicznych.

mieszany: w sali i zdalnie
w sali

Wykład ma na celu przedstawienie założeń i ogólnej charakterystyki komputerowych metod projektowania leków. Zwrócona zostanie szczególna uwaga na dokowanie molekularne, w tym z wykorzystaniem dużych baz danych związków chemicznych, jako podstawowa metoda stosowana w projektowaniu leków.

Wykład jest prowadzony w połowie przez prof. Sławomira Filipka z wydziału Chemii UW i dr. hab. Pawła Siedleckiego z IBB.

Na wykładzie będą omawiane założenia metod projektowania leków i przykłady ich wykorzystania. Aby pokazać szerszy kontekst zastosowania tych metod zostanie zrobiony przegląd różnorodnych celów molekularnych (białek, DNA, RNA) z ligandami/lekami w celu porównania ich konformacji bioaktywnych, roli poszczególnych oddziaływań w energii wiązania leku, roli cząsteczek wody oraz roli entropii w procesie wiązania leku.

Zostanie przedstawiony typowy eksperyment vHTS (virtual high-throughput screening) i jego poszczególne składowe tj. dokowanie molekularne z przeglądem algorytmów i oprogramowania, wykorzystanie baz cząstek chemicznych, ocena konformacji ligand-receptor wykorzystując różnorodne metody oceny, macierz błędu, krzywe ROC, AUC oraz współczynnik wzbogacenia (enrichment factor). Oprócz tego, zostaną zaprezentowane metody uczenia maszynowego w projektowaniu leków, oraz metoda FEP (free energy perturbation) do dokładnego wyznaczania różnic w sile wiązania leków.

Omówione zostaną także metody stosowane w przypadku braku znajomości struktury celu molekularnego, oparte na właściwościach samych ligandów (farmakofor), projektowanie leków peptydowych i peptydomimetyków, oraz właściwości i projektowanie przeciwciał.

- Całkowity nakład pracy studenta: 1.5*30 = 45 godzin.

- Udział w zajęciach: 15 godzin

- Przygotowanie się do zajęć i egzaminu: 20 godzin

- Konsultacje z prowadzącymi: 10 godzin

Literatura zalecana:

1. Graham L. Patrick, “An introduction to medicinal chemistry”, Oxford University Press, 2009; lub nowsza.

2. Graham L. Patrick, „Chemia medyczna. Podstawowe zagadnienia”, WNT, Warszawa, 2003; lub nowsza.

Wiedza: student zna i rozumie główne metody stosowane przy projektowaniu leków. Zna ograniczenia poszczególnych metod, w zakresie ich dokładności i szybkości. Wykorzystuje swą wiedzę do wyboru właściwych metod, lub ich kombinacji, skierowanych na wybrane cele molekularne.

Umiejętności: student potrafi sformułować hipotezę badawczą, dokonywać krytycznej analizy wyników, oraz wnioskować na ich podstawie.

Kompetencje społeczne: student rozumie i docenia znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób; potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy; potrafi wykorzystywać nabytą wiedzę w innych, pokrewnych dziedzinach.

Maksymalna liczba nieobecności umożliwiająca osiągnięcie efektów uczenia się - 1.

Zaliczenie przedmiotu: egzamin testowy z ok. 50% pytań zamkniętych i 50% pytań otwartych.

Tak samo przy egzaminie poprawkowym.

Wymagane minimum 50% poprawnych odpowiedzi do zaliczenia.

Nie dotyczy