Bioquímica Estrutural A

Caracterização geral

Pré-requisitos

A disponibilizar brevemente

Bibliografia

- Structural Biology, Practical NMR applications, Quincy Teng, Springer (2005)

- H.J. Dyson, A.G. Palmer, “1.9 Introduction to Solution State NMR Spectroscopy”, Comprehensive Biophysics, 136-159, Edward H. Egelman, Eds, Elsevier (2012)

- “Introduction to Protein Structure”   Branden, C.-I. & Tooze, J. Garland Pub. (1999)

- “Crystallography made Crystal Clear- A Guide for users of Macromolecular Models” G. Rhodes, 2^nd Ed., Academic Press: San Diego, London (2000)

- Publicações recentes (artigos científicos e de revisão) a disponibilizar pelos docentes 

Método de ensino

Aulas T + P

T - apresentação dos conteúdos com apoio de slides (ppt) este ano em plataforma online (Zoom) + trabalho do estudante com apoio da bibliografia e mini-testes de auto-avaliação

P - sessões de trabalho em grupo, com protocolo disponibilizado pelas docentes. O trabalho será desenvolvido em ambiente laboratorial (1 sessão) e sala de aula (virtual ou presencial) com o apoio de plataformas online e softwares dedicados, com exercícios de aplicação  dos conteúdos apresentados nas aulas T

Trabalho do estudante - inclui resposta a Quizz de preparação e elaboração de questionários e monografias em grupo. Cada grupo terá que fazer uma pesquisa para escolha de 2 artigos científicos (com casos de estudo de aplicação dos conteúdos) a apresentar em seminário.

Método de avaliação

A - Prática: RMN (questionários) + cristalografia (monografia)

B - Seminários e discussão S1+S2

C - Média Teste/RMN + Teste Cristalografia/crioEM/SAXS (inclui Teste 40% e média de quizzes semanais 10%) – nota mínima em cada teste = 9,5 valores

Possibilidade de repetir só um dos testes em época de recurso. 

Nota final = (Ax0,2) + (Bx0,3) + (Cx0,5)

Conteúdo

Teóricas

Parte 1

• Conceitos básicos RMN; espectros 1D e 2D (homo- e hetero-nucleares): aplicações a proteínas 

• Identificação e atribuição de sinais em espectros 2D e determinação de elementos de estrutura secundária com base em desvio químico 

• Atribuição de sinais da cadeia principal de proteínas utilizando experiências de tripla ressonância (espectros 3D) – metodologia 

• Determinação de estruturas de proteínas em solução: obtenção de restrições e metodologia de cálculo 

• Relaxação e dinâmica em proteínas 

• NOE e STD: aplicação ao estudos das interacções proteína – ligando 

• Permuta de hidrogénios NH e informação estrutural

Parte II

Cristalografia de raios-X

- Introdução à cristalografia de proteinas; revisões 

- Cristalização de proteínas; Rede cristalina, Simetria e Grupos espaciais

- Fontes de raios-X e Detectores; Difracção; Espaço recíproco

- Difracção e transformadas de Fourier; O Problema da Fase e como o resolver.

- Construção do modelo e Refinamento; Métodos de validação

- Microscopia Electrónica molecular

- Outras técnicas complementares : SAXS; ITC, DLS

Práticas, TPC & Seminários

RMN-Estrutura em solução

- P1: Processamento de espectros 2D heteronuclear (TOPSPIN).

- P2: Identificação e atribuição de ressonâncias de espectros 3D – aplicações do programa CARA. 

- P3: Identificação e atribuição de ressonâncias de espectros 3D (continuação). Apresentação do portal BMRB – Biological Magnetic Resonance Data Bank. Determinação de estruturas em solução utilizando o programa CYANA - preparação de dados de input, leitura de dados de output (violações & processo iterativo) e validação de resultados (ferramentas on-line). 

- P4: identificação de interacções de uma proteína com moléculas de ligando em titulações seguidas por HSQC e dados obtidos por STD (ex: CBM11)

- S: Apresentação oral e discussão do “case study” 

Cristalografia de Raios-X

-       P1: Revisões (bases de dados; PDB)

-       P2: Preparação e optimização de cristais de proteínas

-       P3: O Difractómetro de Raios-X e a esperiência de difracção; Tratamento e análise dos dados.

-       P4: Resolução de uma estrutura pelo método  MR 

-       P5: Análise da densidade electronica e construção do modelo;  Qualidade do modelo e critérios de validação.  

-       S: Seminários - Apresentação oral e discussão do “case study” 

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: