Disciplina Discipline IBI5088
Tópicos em Bioinformática Estrutural na saúde

Topics on Structural Bioinformatics in health

Área de Concentração: 95131

Concentration area: 95131

Criação: 16/10/2019

Creation: 16/10/2019

Ativação: 16/10/2019

Activation: 16/10/2019

Nr. de Créditos: 4

Credits: 4

Carga Horária:

Workload:

Teórica

(por semana)

Theory

(weekly)

Prática

(por semana)

Practice

(weekly)

Estudos

(por semana)

Study

(weekly)

Duração Duration Total Total
8 0 2 6 semanas 6 weeks 60 horas 60 hours

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:

To explain how bioinformatics helps in gaining information about protein structure and function, how this new field is accompanying bioscientists in their daily work particularly in health, and why physical chemistry is extremely valuable to go further in 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 out simpler 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 labs and pharmaceutical companies. Indeed, Bioinformatics and Molecular Modelling give access to a deep knowledge of the protein target, which is required before developing an appropriate drug. Thus, it is important to better know the structural bioinformatics methods and approaches but also to be aware of their limits and intrinsic approximations. This research field is fast advancing which requires a constant updated too. The importance of pH biological, chemical, medical and technological systems is changing several available tools and driven the development of new more realistic approaches for the biomolecular phenomena. Students need to be prepared for this present 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: Importância da dinâmica proteica. 6. Métodos de simulação a pH constante 7. Aplicações em biotecnologia e na saúde

Content:

1. Introduction to Structural Bioinformatics: Its contribution in understanding disease and its key role in pharmacology. 2. Review of key concepts from thermodynamics 3. Fundamental interactions in Biophysics 4. Data and Methods of Bioinformatics: From sequence to protein function through protein structures. Binding prediction and Drug design 5. Computational simulations and classical force fields: Importance of protein dynamics. 6. Constant-pH simulation methods 7. Applications in biotechnology and health

Forma de Avaliação:

A avaliação será principalmente em projetos, relatórios, apresentação de alunos e uma prova escrita final (peso 60%).

Type of Assessment:

The evaluation will be mainly on projects, reports, students presentation and a final written exam (weight 60%).

Observação:

Ministrada em Inglês

Bibliografia:

1) Molecular Modelling: Principles and Applications, Andrew Leach, Pearson, 2001 2) Structural Bioinformatics, Jenny Gu & Philip E. Bourne (Editors), 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) C. J. F. Böttcher, “Theory of Electric Polarization”, Elsevier, Amsterdam, 1980 6) T. E. Creighton; “Proteins - Structures and Molecular Principles”, W. E. Freeman and Company, New York, 1993 7) B. Jönsson, M. Lund and F. L. B. Da Silva, "Electrostatics in macro-molecular solutions". In: E. Dickinson; M. E. Leser. (Org.). Food Colloids: Self-Assembly and Material Science. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2007, p. 129 8) F. L. B. da Silva and L. G. Dias; Biophys Rev (2017) 9:699–728 9) X. Wang, C. Baumgartner, DC Shields, H. Deng and J.S. Beckmann, “Application of Clinical Bioinformatics”, Springer, 2016.

Bibliography:

1) Molecular Modelling: Principles and Applications, Andrew Leach, Pearson, 2001 2) Structural Bioinformatics, Jenny Gu & Philip E. Bourne (Editors), 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, 20015) C. J. F. Böttcher, “Theory of Electric Polarization”, Elsevier, Amsterdam, 1980 6) T. E. Creighton; “Proteins - Structures and Molecular Principles”, W. E. Freeman and Company, New York, 1993 7) B. Jönsson, M. Lund and F. L. B. Da Silva, "Electrostatics in macro-molecular solutions". In: E. Dickinson; M. E. Leser. (Org.). Food Colloids: Self-Assembly and Material Science. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2007, p. 129 8) F. L. B. da Silva and L. G. Dias; Biophys Rev (2017) 9:699–728 9) X. Wang, C. Baumgartner, DC Shields, H. Deng and J.S. Beckmann, “Application of Clinical Bioinformatics”, Springer, 2016.