Obiettivi formativi
Il corso ha una impostazione pratica, con numerose esercitazioni di laboratorio, per rendere gli studenti padroni delle tecniche e delle metodologie avanzate nel campo della biofisica computazionale, in particolare per la determinazione, predizione e analisi di struttura e dinamica di sistemi proteici.
Prerequisiti
Conoscenza di base della struttura delle macromolecole biologiche.
Contenuti dell'insegnamento
Struttura delle proteine. Interazioni covalenti e non covalenti che partecipano alla definizione della struttura delle biomolecole. Metodi teorici e sperimentali per la determinazione della struttura proteica secondaria e terziaria. Rappresentazione topologica. Strutture supersecondarie. Ramachandran plot. Classificazione dei fold.
Ricerca in banche dati biologiche.
Analisi di sequenze proteiche e nucleotidiche: similarità e metodi di allineamento (a coppie e multiplo). Ricerca di pattern e motivi conservati. Profili delle proprietà fisico-chimiche della catena proteica.
Predizione di strutture secondarie proteiche dalla sequenza primaria.
Analisi delle caratteristiche strutturali e delle proprietà funzionali di proteine e complessi proteici tramite software di grafica molecolare e server di rete.
Tecniche computazionali per lo studio di struttura e dinamica delle proteine:
Modellizzazione comparativa e metodi teorici di predizione del fold.
Meccanica molecolare e force fields; minimizzazione dell'energia; simulazioni di dinamica molecolare.
Riconoscimento molecolare. Simulazioni di interazioni molecolari: docking e drug design.
Esercitazioni pratiche durante lo svolgimento delle varie parti del programma.
Programma esteso
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Bibliografia
A.M. Lesk, "Introduzione alla Bioinformatica", McGraw-Hill Ed.
G. Valle, M. Helmer Citterich, M. Attimonelli, G. Pesole, "Introduzione alla Bioinformatica", Zanichelli Ed.
D.E. Krane, M.L. Raymer, "Fondamenti di Bioinformatica", Pearson Education Ed.
Dal docente verranno forniti gli appunti delle lezioni ed articoli di rassegna.
Metodi didattici
Lezioni orali e esercitazioni in laboratorio.
Modalità verifica apprendimento
Discussione delle relazioni riguardanti le esercitazioni svolte in laboratorio ed esame orale in cui verranno poste domande sui concetti fondamentali su cui si fondano le metodologie affrontate.
Altre informazioni
Verrà richiesta una relazione scritta su ciascuna esercitazione svolta in laboratorio.