МАТЕРИАЛЫ К КУРСУ: https://disk.yandex.ru/d/2VSk1...

Курс описывает белковые молекулы с точки зрения физической химии, особое внимание уделяется строению белковых доменов и процессам, происходящим при их сворачивании и плавлении.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Вступление и общий обзор курса.
Вступление к курсу Классификация белков по типу окружения Уровни структуры белков Изучение трехмерной структуры белка Рациональная структурная классификация доменов белков Сворачивание белков Работа белков Посттрансляционные модификации Разная укладка при одинаковых активных центрах: сходные биохимические функции Одинаковая укладка при различных активных центрах: разные биохимические функции Стандартное расположение активных центров в укладке белковой цепи Нативно-неупорядоченный белок Шапероны «помогают» сворачиванию белков Амилоиды Белковая инженерия и дизайн белков

Лекция 2. Элементарные взаимодействия: ковалентные.
Тема лекции Белковая цепь: ковалентные связи Белковая цепь: длина ковалентной связи, ковалентные углы, радиусы атомов Кодируемые генами аминокислотные остатки в белках L-аминокислоты Симметрия аминокислот белковой цепи Неопределенность Гейзенберга Ковалентная связь Вклад Гейзенберга, Шредингера и Паули в наше понимание квантовой механики Атомные орбитали Ковалентные связи в пептидных группах Пептидная цепь: углы вращения Конформация Потенциалы вращений вокруг связи при разной гибридизации соединенных атомов Кому мы обязаны поворотно-изомерной теорией полимеров и конформационным анализом Нобелевская премия по химии «За развитие многомасштабных моделей сложных химических систем»

Лекция 3. Элементарные взаимодействия: электростатика, Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия.
Электростатика Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия Потенциал Леннарда-Джонса Конформация Ван-дер-Ваальсово отталкивания в цис- и транс-положении пептидной связи Взаимодействия между соседними аминокислотными остатками Карты Рамачандрана

Лекция 4. Элементарные взаимодействия: водородные связи.
Водородные связи Водородные связи в белковой молекуле Разница в формировании водородных связей в вакууме и в воде Свободная энергия

Лекция 5. Элементарные взаимодействия в белковых молекулах. Часть 1.
Гидрофобный эффект Термодинамика взаимодействия молекул со средой Термодинамика равновесного процесса Основные формулы термодинамики Связь с химическим потенциалом Физическая основа гидрофобности Большой и малый эффекты Электростатика в молекулярной среде Заряд внутри белка Кто создаёт диэлектрическую проницаемость среды? Влияние белка на диэлектрическую проницаемость среды Влияние малых расстояний на диэлектрическую проницаемость Дипольные и квадрупольные взаимодействия

Лекция 6. Элементарные взаимодействия в белковых молекулах. Часть 2.
Электростатические взаимодействия между зарядом и незаряженным телом Экранирование Дебая-Хюккеля Энергия взаимодействия двух зарядов - свободная энергия S-S связи Координационные связи "Температура": что это? Универсальное определение "температур" Графическое определение температуры Разделение потенциальной и кинетической энергии

Лекция 7. Переходы: термодинамика. Диффузия: кинетика.
Фазовые переходы I и II рода Сравнение одномерной и трёхмерной систем Оценка времени перехода системы из одного состояния в другое Скорость перехода в параллельных реакциях Время перехода в последовательных реакциях Закон Стокса Характерное диффузионное время Модель бесструктурного клубка Вторичные структуры и их экспериментальное определение Спирали β - структура Тройная коллагеновая спираль

Лекция 8. Переходы во вторичных структурах. Строение фибриллярных белков.
Введение Энергетика α - спирали Средняя длина участков спирали и клубка в точке равновесия Время перехода спираль-клубок Время перехода клубок - стабильная β - шпилька Время перехода клубок - β - лист β - лист и α - спираль Тройная спираль коллагена Эластин

Лекция 9. Амилоиды. Фибриллярные и глобулярные белки. Туннельный эффект.
Амилоиды и прионы Разнообразие амилоидных структур Кинетика образования амилоидных структур GPCR рецептор Бактериородопсин с ретиналем Селективность мембранного канала Структурообразование мембранных белков Фотосинтетический реакционный центр Туннелирование Структуры водорастворимых глобулярных белков Одинаковы ли структуры белка в кристалле и в растворе?

Лекция 10. β и α - структурные белки. α - β и α + β белки.
β - белки Ортогональные β - структурные белки β - белки с коллинеарной структурой Примеры β - белков с параллельной укладкой цепей Квази-плоское ядро Квази-сферическое ядро Упаковка спиралей α-β белки Эффект матрёшки Нативно-неупорядоченные белки Рациональная структурная классификация белков "Деревья" Ефимова Видна ли эволюция белковых структур?

Лекция 11. Распад и образование структуры глобулярных белков.
Эмпирические правила и типичные укладки Примеры нетипичных укладок Отбор структурных элементов Малые детали белковых структур "Состояние" и энергия по Гиббсу и в статистике белковых структур Зависимость годных последовательностей от энергии малой детали Принцип множественности "Рациональная" структурная классификация Нативно-неупорядоченные белки in vivo Денатурация белка in vitro Отличие постепенного перехода от перехода типа "всё-или-ничего" Переход "всё-или-ничего" Модель "нативное - денатурированное" Гидрофобика Холодовая денатурация Состояния белка

Лекция 12. Фазовые переходы, соответствующие денатурации белка.
КД спектры в разных состояниях белка Переходы между различными состояниями белка Расплавленная глобула - ключевой интермедиат сворачивания белка Почему денатурация белка – фазовый переход типа "всё-или-ничего"? Следствие "энергетической щели" Модель глобулы из "случайного" гетерополимера Использование фагового дисплея Сворачивание глобулярного белка in vivo

Лекция 13. Сворачивание белка in vivo и in vitro.
Сворачивание белка in vivo Шапероны Пребывание белка в "ячейке Анфинсена" "Сверхпассивная" роль шаперона Сворачивание белка in vitro Как белок может свернуться спонтанно? "Рамочная модель" стадийного сворачивания Кинетический интермедиат в сворачивании белка Два взгляда на сворачивание и разворачивание белка Современное представление о механизме сворачивания белка Свободно-энергетический ландшафт с путями сворачивания белка В каких процессах изучается переходное состояние? Шевронный график Нуклеация сворачивания и ядро сворачивания белка Ядро сворачивания в белке CheY Ядро сворачивания - не расплавленная глобула Образование и распад структуры глобулярных белков

Лекция 14. Кинетика образования структур глобулярных белков.
Преодоление парадокса Левинталя Энергетическая "воронка" и энтропийная "антиворонка" Как избежать бесконечного количества переборов? Теория – компьютерное моделирование Принцип детального равновесия Как смог самоорганизоваться белок? Фазовый переход 1-го рода: скорость нуклеации новой фазы Путь последовательного сворачивания и разворачивания Точка равновесия между свёрнутым и развёрнутым состояниями Свободная энергия барьера Решение парадокса Левинталя Заключение градусов

Лекция 15. Белковые структуры: предсказание/биоинформатика.
Предсказание третичной структуры белка по его аминокислотной последовательности Установление сходства "выравниванием" последовательностей Множественное выравнивание Программы выравнивания последовательностей Принцип работы Какую идентичность с "новой" последовательностью можно найти при современных банках данных? AlphaFold не следует физике Хорошее предсказание без верного понимания Физика и предсказание белковых структур Боковые группы и их расположение Заряды групп и их влияние на структуру белка Примеры предсказания Метод "протягивания" Моделирование сворачивания

Лекция 16. Белковые структуры: инженерия.
Белковая инженерия Дизайн белковых структур Компьютерный дизайн мультимерных белковых комплексов Принцип работы программы по предсказанию структуры белка

Лекция 17. Белковая структура в действии.
Белки, нативно-неупорядоченные in vivo Связывание ДНК и РНК Иммуноглобулин и его активный центр Твёрдость как важная характеристика фермента Катализ: стабилизация переходного состояния Каталитическое антитело (абзим) Катализ SER-протеаз Активация пост-трансляционной модификацией Преимущественное связывание TS: фермент твёрд Двойное сито: движение субстрата с одного активного центра на другой Движения в двухдоменном ферменте Движения в четвертичной структуре: гемоглобин

Лекция 18. Линейный и ротационный моторы.
Линейный циклический мотор Ротационный мотор