Disciplina Discipline IBI5088
Tópicos em Bioinformática Estrutural na saúde
Topics on Structural Bioinformatics in health

Área de Concentração: 95131

Concentration area: 95131

Criação: 09/09/2024

Creation: 09/09/2024

Ativação: 09/09/2024

Activation: 09/09/2024

Nr. de Créditos: 4

Credits: 4

Carga Horária:

Workload:

Docentes Responsáveis:

Professors:

Fernando Luis Barroso da Silva

Catherine Jeanne Chantal Etchebest

Objetivos:

Explicar como a Bioinformática ajuda na obtenção de informações sobre a estrutura e função de proteínas, como este novo campo acompanha os biocientistas em seu trabalho diário particularmente na saúde e porque a físico-química é extremamente valiosa para avançar na compreensão da função protéica. Especial atenção é dada às interações eletrostáticas em e entre biomoléculas. Espera-se que os alunos aprendam a usar ferramentas disponíveis e também a escrever códigos computacionais mais simples.

Objectives:

Explain how Bioinformatics assists in obtaining information about protein structure and function, how this new field supports bioscientists in their daily work, particularly in health, and why physical chemistry is extremely valuable for advancing the understanding of protein function. Special attention is given to electrostatic interactions in and between biomolecules. Students are expected to learn how to use available tools and also to write simple computational codes

Justificativa:

A bioinformática agora é rotineiramente usada em laboratórios e empresas farmacêuticas. Na verdade, a Bioinformática e a Modelagem Molecular dão acesso a um conhecimento profundo de alvos proteicos, o que é um necessário passo inicial para o desenvolvimento de medicamentos. É importante saber mais sobre métodos e abordagens de bioinformática estrutural, mas também é fundamental conhecer as suas limitações e aproximações intrínsecas. Este campo de pesquisa está avançando rapidamente, o que requer uma atualização constante também. A importância do pH nos sistemas biológicos, químicos, médicos e tecnológicos está mudando várias ferramentas disponíveis e orientando o desenvolvimento de novas abordagens mais realistas para o fenômeno biomolecular. Os alunos precisam estar preparados para esse cenário atual

Rationale:

Bioinformatics is now routinely used in laboratories and pharmaceutical companies. In fact, Bioinformatics and Molecular Modeling provide deep insights into protein targets, which is a necessary initial step for drug development. It is important to learn more about structural bioinformatics methods and approaches, but it is also essential to understand their limitations and intrinsic approximations. This field of research is advancing rapidly, which requires constant updates as well. The importance of pH in biological, chemical, medical, and technological systems is changing various available tools and guiding the development of new, more realistic approaches to biomolecular phenomena. Students need to be prepared for this current scenario.

Conteúdo:

1. Introdução à Bioinformática Estrutural: Sua contribuição na compreensão das doenças e o seu papel fundamental na farmacologia 2. Revisão de conceitos chaves de termodinâmica 3. Interações fundamentais em Biofísica 4. Dados e Métodos de Bioinformática: Da sequência à função da proteína através de estruturas proteicas. Predição de sítios de ligação e desenho de fármacos 5. Simulações computacionais e campos de força clássicos 6. Métodos de simulação a pH constante 7. Aplicações em biotecnologia e na saúde

Content:

1. Introduction to Structural Bioinformatics: Its Contribution to Understanding Diseases and Its Fundamental Role in Pharmacology 2. Review of Key Thermodynamic Concepts 3. Fundamental Interactions in Biophysics 4. Bioinformatics Data and Methods: From Sequence to Protein Function through Protein Structures. Binding Site Prediction and Drug Design 5. Computational Simulations and Classical Force Fields 6. Constant pH Simulation Methods 7. Applications in Biotechnology and Health.

Forma de Avaliação:

A avaliação será principalmente baseada em projetos, relatórios e apresentação dos estudantes.

Type of Assessment:

The evaluation will primarily be based on projects, reports, and presentations by the students.

Observação:

Disciplina ministrada remotamente (online) em inglês

Notes/Remarks:

Course taught remotely (online) in English.

Bibliografia:

1) Andrew Leach, Molecular Modelling: Principles and Applications, Pearson, 2001 2) Jenny Gu & Philip E. Bourne (Eds), Structural Bioinformatics, Wiley-Blackwell, 2009 3) T. Schlick, Molecular Modeling and Simulation - An interdisciplinary guide, Springer, New York, 2002 4) R. Chang, Physical Chemistry with Applications to Biological Systems, University Science Books, 2001 5) T. E. Creighton; Proteins - Structures and Molecular Principles, W. E. Freeman and Company, New York, 1993 6) F. L. Barroso da Silva; L. G. Dias; Biophys Rev (2017) 9:699–728. 7) F. L. Barroso da Silva; Constant-pH Simulation Methods for Biomolecular Systems, Eds: Manuel Yáñez & Russell J. Boyd, Comprehensive Computational Chemistry (First Edition), Elsevier, 2024, 942-963.

Bibliography:

1) Andrew Leach, Molecular Modelling: Principles and Applications, Pearson, 2001 2) Jenny Gu & Philip E. Bourne (Eds), Structural Bioinformatics, Wiley-Blackwell, 2009 3) T. Schlick, Molecular Modeling and Simulation - An interdisciplinary guide, Springer, New York, 2002 4) R. Chang, Physical Chemistry with Applications to Biological Systems, University Science Books, 2001 5) T. E. Creighton; Proteins - Structures and Molecular Principles, W. E. Freeman and Company, New York, 1993 6) F. L. Barroso da Silva; L. G. Dias; Biophys Rev (2017) 9:699–728. 7) F. L. Barroso da Silva; Constant-pH Simulation Methods for Biomolecular Systems, Eds: Manuel Yáñez & Russell J. Boyd, Comprehensive Computational Chemistry (First Edition), Elsevier, 2024, 942-963.

Tipo de oferecimento da disciplina:

Não-Presencial

Class type:

Não-Presencial