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结构生物化学

Structural Biochemistry

课程介绍 Course Introduction

学分:3 | 先修课:有机化学、生物化学 | 学期:第四学期

本课程从分子水平研究生物大分子的三维结构及其与功能的关系。内容涵盖蛋白质的氨基酸组成、一级结构测定、二级结构类型(α-螺旋、β-折叠)、三级结构与结构域、四级结构与亚基组装,以及核酸的双螺旋结构、超螺旋与染色体结构。重点讲授蛋白质折叠机制、分子伴侣、构象变化与功能调节,介绍X射线晶体学、核磁共振、冷冻电镜等结构生物学研究方法。

This course studies the three-dimensional structures of biological macromolecules and their relationship to function at the molecular level. Topics include protein amino acid composition, primary structure determination, secondary structure types (α-helix, β-sheet), tertiary structure and domains, quaternary structure and subunit assembly, as well as DNA double helix, supercoiling, and chromosome structure. Emphasis on protein folding mechanisms, chaperones, conformational changes, and functional regulation, with introduction to X-ray crystallography, NMR, and cryo-EM methods.

大作业 Final Project

作业标题:蛋白质三维结构建模与活性位点分析 / Protein 3D Structure Modeling and Active Site Analysis

选择一个目标蛋白,使用同源建模或从头预测方法构建三维结构模型,使用分子对接分析其与配体的相互作用,预测活性位点。

Select a target protein, use homology modeling or ab initio prediction to build 3D structure model, use molecular docking to analyze its interaction with ligands, predict active sites.

实施步骤 Implementation Steps

示例:用X射线晶体学和分子模拟解析一个蛋白质-配体复合物的结构,比如胰蛋白酶与抑制剂BSTI的复合物。你需要表达纯化目的蛋白并筛选结晶条件,收集X射线衍射数据并解析电子密度图,用Coot手工建模和Refmac精修,分析抑制剂结合口袋的氢键网络和疏水相互作用,用PyMOL制作结构图并讨论抑制机制。
步骤 1
实验设计
设计实验方案和对照组
产出:实验方案
步骤 2
样品制备
处理和制备实验样品
产出:制备好的样品
步骤 3
实验操作
执行实验并记录结果
产出:实验记录
步骤 4
数据分析
统计分析实验数据
产出:数据分析报告
步骤 5
报告撰写
撰写实验报告和讨论
产出:实验报告

Steps

Step 1
Experimental Design
Design experiment and controls
Deliverable: Experiment Plan
Step 2
Sample Preparation
Prepare experimental samples
Deliverable: Prepared Samples
Step 3
Experiment Execution
Perform experiment and record
Deliverable: Lab Notes
Step 4
Data Analysis
Statistical analysis of results
Deliverable: Analysis Report
Step 5
Report Writing
Write lab report
Deliverable: Lab Report
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