结构生物学技术
课程编码：071011M04001H
英文名称：Structural Biology Technique
课时：60
学分：4.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：叶克穷等
教学目的要求
结构生物学以生物大分子的三维空间结构为核心研究内容，在原子水平揭示生命的奥秘，是当前生命科学研究非常重要和活跃的领域。蛋白质晶体学、核磁共振和电子显微镜三维重构技术是研究生物大分子结构的三大技术。本课程将系统地介绍结构生物学的基本概念和研究手段，介绍蛋白质和核酸结构的基本知识，常用结构分析软件的使用，蛋白质晶体学的基础理论和实践，多维核磁共振的原理和应用，计算结构生物学等。由于电子显微镜三维重构技术另有课程讲授，本课程没有专门涉及这方面的内容。通过本课程的系统学习，学生需要掌握生物大分子结构的基本概念、学会使用常用软件分析结构，了解蛋白质晶体学基本原理、晶体结构解析方法和流程，了解核磁共振原理和应用，了解计算结构生物学的基本概念。本课程是为将来从事结构生物学研究的学生设计的，由5位活跃在科研第一线的结构生物学家主讲，内容广泛而深入，注重理论和实践的结合。非结构生物学专业的学生通过本课程学习，也能理解结构生物学的基本概念，学会在科研中使用结构数据。
预修课程
生物化学、微积分、普通物理学
大纲内容
第一章 结构生物学概论 10学时 叶克穷
第1节 结构生物学和结构解析技术
第2节 蛋白质结构
第3节 核酸结构
第4节 蛋白质数据库PDB
第5节 结构分析软件PyMOL的使用
第二章 蛋白质晶体学理论 16学时 叶克穷
第1节 数学基础
第2节 晶体学
第3节 晶体衍射理论
第4节 利用同晶置换解析相位
第5节 利用反常信号解析相位
第6节 分子置换
第7节 相位优化和合并
第三章 蛋白质晶体学实践 12学时 黄亿华
第1节 晶体生长和数据收集
第2节 数据处理
第3节 从头解析相位
第4节 分子置换
第5节 分子建模
第6节 结构优化
第7节 结构解析答疑
第四章 核磁共振基本理论 8学时 冯巍
第1节 NMR技术理论基础
第2节 NMR谱仪
第3节 NMR样品制备
第4节 NMR操作实践常识
第五章 NMR技术应用 10学时 周政
第1节 多维异核NMR实验方法
第2节 生物分子的NMR研究
第3节 基于NMR方法的蛋白结构解析
第4节 蛋白质动力学研究
第5节 NMR研究蛋白质结构实例
第六章 答疑和考试 4学时 叶克穷
第1节 课程答疑
第2节 考试
参考书
1、
Protein NMR techniques (3rd ed.)
Alexander Shekhtman David S Burz.
2012
Humana Press
课程教师信息
首席教师：叶克穷（生物物理所研究员）
主讲教师：黄亿华（生物物理所研究员），周政（生物物理所研究员），冯巍（生物物理所研究员）