| Закреплена за кафедрой | Кафедра органической химии |
|---|---|
| Направление подготовки | 04.04.01. Химия |
| Профиль | Разработка биофармацевтических препаратов на основе рекомбинантных технологий |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 6 ЗЕТ |
| Учебный план | 04_04_01_Химия-2-2020 |
|
|
||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 2 (4) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 6 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 24 | 24 | 24 | 24 |
| Практические | 40 | 40 | 40 | 40 |
| Сам. работа | 125 | 125 | 125 | 125 |
| Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
| Итого | 216 | 216 | 216 | 216 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра органической химии
Протокол от 22.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой Базарнова Н.Г., д.х.н., профессор
| 1.1. | Формирование системных знаний, умений и навыков в области молекулярного моделирования лекарственных веществ. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.03 |
| ОПК-1 | Способен выполнять комплексные экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в избранной области химии или смежных наук с использованием современных приборов, программного обеспечения и баз данных профессионального назначения |
| ОПК-2 | Способен анализировать, интерпретировать и обобщать результаты экспериментальных и расчетно-теоретических работ в избранной области химии или смежных наук |
| ПК-1 | Способен проводить работы по обработке и анализу научно-технической информации и результатов исследований |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | теоретические основы молекулярного моделирования лекарственных веществ и биополимеров, способы учета влияния внешней среды, методы оптимизации геометрии и минимизации энергии, методы конформационного анализа, фармакофорного поиска и прогнозирования биологической активности; |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | создавать модели молекул биологически активных соединений и проводить расчеты их характеристик с использованием специализированного программного обеспечения, проводить фармакофорный поиск, прогнозировать биологическую активность молекулярных моделей методами 3D-QSAR; |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | методами молекулярного моделирования биополимеров и лекарственных веществ, навыками фармакофорного поиска, основными методами 3D-QSAR и программными средствами прогнозирования биологической активности. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Методы получения пространственных координат и оптимизации геометрии молекулярных структур | ||||||
| 1.1. | Методы получения пространственных координат молекулярных структур (использование кристаллографических баз рентгеноструктурных данных, подбор стандартных геометрий из библиотек фрагментов, преобразование двумерных структур в трехмерные с помощью автоматизированных процедур). Вычислительные методы оптимизации геометрии молекул. Силовые поля. Методы минимизации энергии (метод скорейшего спуска, метод сопряженных градиентов, метод Ньютона–Рафсона). Влияние зарядов и растворителя. Растворитель как статистический континуум. Квантово-механические методы (неэмпирические методы, полуэмпирические методы молекулярных орбиталей, комбинированные методы квантовой и молекулярной механики). | Лекции | 4 | 4 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 1.2. | Методы получения пространственных координат молекулярных структур (использование кристаллографических баз рентгеноструктурных данных, подбор стандартных геометрий из библиотек фрагментов, преобразование двумерных структур в трехмерные с помощью автоматизированных процедур). Вычислительные методы оптимизации геометрии молекул. Силовые поля. Методы минимизации энергии (метод скорейшего спуска, метод сопряженных градиентов, метод Ньютона–Рафсона). Влияние зарядов и растворителя. Растворитель как статистический континуум. Квантово-механические методы (неэмпирические методы, полуэмпирические методы молекулярных орбиталей, комбинированные методы квантовой и молекулярной механики). | Практические | 4 | 8 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 1.3. | Методы получения пространственных координат молекулярных структур (использование кристаллографических баз рентгеноструктурных данных, подбор стандартных геометрий из библиотек фрагментов, преобразование двумерных структур в трехмерные с помощью автоматизированных процедур). Вычислительные методы оптимизации геометрии молекул. Силовые поля. Методы минимизации энергии (метод скорейшего спуска, метод сопряженных градиентов, метод Ньютона–Рафсона). Влияние зарядов и растворителя. Растворитель как статистический континуум. Квантово-механические методы (неэмпирические методы, полуэмпирические методы молекулярных орбиталей, комбинированные методы квантовой и молекулярной механики). | Сам. работа | 4 | 20 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| Раздел 2. Конформационный анализ | ||||||
| 2.1. | Методы конформационного анализа молекулярных структур (методы систематического поиска, метод Монте–Карло, методы молекулярной динамики), их возможности и ограничения. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 2.2. | Методы конформационного анализа молекулярных структур (методы систематического поиска, метод Монте–Карло, методы молекулярной динамики), их возможности и ограничения. | Практические | 4 | 6 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 2.3. | Методы получения пространственных координат и оптимизации геометрии молекулярных структур | Сам. работа | 4 | 10 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| Раздел 3. Потенциалы молекулярных взаимодействий | ||||||
| 3.1. | Потенциалы молекулярных взаимодействий. Методы расчета частичных атомных зарядов (топологические и квантово-химические методы), молекулярного электростатического потенциала и полей молекулярного взаимодействия. Отображение свойств на молекулярную поверхность. | Лекции | 4 | 4 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 3.2. | Потенциалы молекулярных взаимодействий. Методы расчета частичных атомных зарядов (топологические и квантово-химические методы), молекулярного электростатического потенциала и полей молекулярного взаимодействия. Отображение свойств на молекулярную поверхность. | Практические | 4 | 6 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 3.3. | Потенциалы молекулярных взаимодействий | Сам. работа | 4 | 20 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| Раздел 4. Фармакофорный поиск | ||||||
| 4.1. | Фармакофорный поиск. Совмещение молекул. Совмещение «атом-на-атом». Совмещение молекулярных полей. | Лекции | 4 | 4 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 4.2. | Фармакофорный поиск. Совмещение молекул. Совмещение «атом-на-атом». Совмещение молекулярных полей. | Практические | 4 | 6 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 4.3. | Фармакофорный поиск | Сам. работа | 4 | 20 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| Раздел 5. Методы исследования количественных соотношений пространственная структура – активность (методы 3D-QSAR) | ||||||
| 5.1. | Методы исследования количественных соотношений пространственная структура – активность (методы CoMFA, CoMSIA, GRID, GOLPE, методы, не зависящие от выравнивания). 3D-QSAR, основанный на рецепторе. Надежность моделей 3D-QSAR. | Лекции | 4 | 4 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 5.2. | Методы исследования количественных соотношений пространственная структура – активность (методы CoMFA, CoMSIA, GRID, GOLPE, методы, не зависящие от выравнивания). 3D-QSAR, основанный на рецепторе. Надежность моделей 3D-QSAR. | Практические | 4 | 6 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 5.3. | Методы исследования количественных соотношений пространственная структура – активность (методы 3D-QSAR) | Сам. работа | 4 | 30 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 | |
| Раздел 6. Моделирование малых молекул на примере антагонистов дофаминового рецептора подтипа D3 | ||||||
| 6.1. | Модель фармакофора антагонистов D3-рецептора. Основно-ароматический фрагмент. Спейсер. Амидно-ароматический фрагмент. Поля молекулярных взаимодействий. Анализ 3D-QSAR. Уменьшение числа переменных и регрессия частичных наименьших квадратов. Валидация модели. Прогноз для внешней выборки лигандов. | Лекции | 4 | 6 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 6.2. | Модель фармакофора антагонистов D3-рецептора. Основно-ароматический фрагмент. Спейсер. Амидно-ароматический фрагмент. Поля молекулярных взаимодействий. Анализ 3D-QSAR. Уменьшение числа переменных и регрессия частичных наименьших квадратов. Валидация модели. Прогноз для внешней выборки лигандов. | Практические | 4 | 8 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 6.3. | Моделирование малых молекул на примере антагонистов дофаминового рецептора подтипа D3 | Сам. работа | 4 | 25 | ОПК-1, ОПК-2 | Л1.1, Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Представлены в приложении |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Представлены в приложении |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Представлены в приложении |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | В. Е. Стефанов, А. А. Тулуб, Г. Р. Мавропуло-Столяренко | Биоинформатика .: | М. : Издательство Юрайт, , 2018 | biblio-online.ru |
| Л1.2 | Х. Хёльтье, В. Зиппль, Д. Роньян, Г. Фолькерс | Молекулярное моделирование=Molecular Modeling: теория и практика : | Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015 | biblioclub.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Воронцов Б.С., Москвин В.В. | ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В РЕШЕНИИ ПРИКЛАДНЫХ И НАУЧНЫХ ЗАДАЧ: | Вестник Курганского государственного университета. Серия Естественные науки - 2012г. №25, | e.lanbook.com |
| Л2.2 | Степанов В.М. | Молекулярная биология. Структура и функции белков [Электронный ресурс]: учебник | М. : Изд-во Моск. ун-та : Наука, 2005 | www.studentlibrary.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Курсы в Moodle "Молекулярное моделирование и биоинформатик | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Windows Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Организация взаимодействия с обучающимися посредством электронной почты, скайпа; Компьютерное тестирование (с использованием системы Moodle); Система управления обучением на основе модульной динамической учебной среды «Moodle», предназначенная для автоматизации процессов управления обучением, предоставления доступа к электронному образовательному контенту и реализации электронных образовательных технологий. Пользователи системы: Преподаватели и сотрудники университета, обучающиеся всех форм обучения, слушатели курсов повышения квалификации. Электронная библиотека ФГБОУ ВО "Алтайский государственный университет" www.konkurs.dnttm.ru – обзор исследовательских и научно-практических юношеских конференций, семинаров конкурсов и пр http://www.inion.ru/product/db_2.htm - Институт научной информации по общественным наукам Российской Академии Наук (ИНИОН РАН) http://fuji.viniti.msk.su/ - Всероссийский институт научной и технической информации (ВИНИТИ) http://www.nlr.ru:8101/ - Российская национальная библиотека Доступ онлайн Электронная библиотека eLIBRARY.RU | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Представлены в приложении |