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Bioquímica Computacional

Código:

BINF026

Sigla:

BC

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biotecnologia

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.ips.pt/2122/course/view.php?id=1738
Unidade Responsável:	Biotecnologia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Bioinformática

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
BINF	26	Plano Estudos 2016	3	-	5,5	60	148,5

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A UC visa desenvolver as capacidades de modelação em química e bioquímica, incluindo a modelação de proteínas e da sua interacção com outras moléculas. Os estudantes irão estudar a validade e aplicabilidade dos métodos semi-empíricos e ab initio, e das abordagens DFT, bem como as noções básicas de mecânica e dinâmicas moleculares, de docking de proteínas a ligandos e interacções proteínaproteína.

Resultados de aprendizagem e competências

-

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

A UC requer capacidade de escrita de scripts (em qualquer linguagem, preferencialmente em Python) e conhecimentos de geometria analítica, não cobertos na UC, e mobiliza os conhecimentos das UCs de Química Orgânica e Bioquímica.

Programa

1. Introdução – estrutura atómica e molecular; ligações e interacções; a equação de Schrödinger e a sua aplicação; software de modelação.

2. Química computacional – métodos semi-empíricos, DFT e ab initio; características, aplicação e limitações.

3. Química computacional – modelos implícitos e explícitos para fases condensadas.

4. Modelação de proteínas – modelação por homologia e modelação ab initio.

5. Modelação de proteínas – mecânica molecular e dinâmica molecular aplicadas a questões biológicas; campos de forças, aplicação e limitação.

6. Lípidos e membranas – abordagens computacionais.

7. Interacções ligando-proteínas – técnicas de docking, aplicações e limitações; análise pós-docking – refinamentos baseados em química quântica e em dinâmica molecular.

8. Interacções entre proteínas – o interactoma; ferramentas de docking proteína-proteína.

Bibliografia Obrigatória

Bruce Alberts; Molecular Biology of the Cell, Garland Science, 2014. ISBN: 978-0815344643
Frank Jensen; Introduction to Computational Chemistry, Wiley, 2017. ISBN: 978-1118825990
Harvey Lodish, Arnold Berk, S Lawrence Zipursky, Paul Matsudaira, David Baltimore, and James Darnell; Molecular Cell Biology, WH Freeman, 2000. ISBN: 0-7167-3136-3
Atkins, Keeler, de Paula; Atkins' Physical Chemistry, Oxford University Press. ISBN: 9780198769866
Introduction to Computational Chemistry; GROMACS 2021.4 Manual (2021.4), 2021 (https://doi.org/10.5281/zenodo.5636522)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

1,5 h semanais de aulas teóricas para exposição de conceitos e técnicas.

2 h semanais de aulas práticas centradas na resolução de exercícios e na apreensão dos aspectos básicos de manipulação de software, planificação do trabalho necessário para as diferentes tarefas e interpretação dos resultados obtidos pelas diferentes técnicas.

Software

AutoDock Vina - https://vina.scripps.edu/
GROningen MAchine for Chemical Simulations (GROMACS) - https://www.gromacs.org/
Visual Molecular Dynamics (VMD) - https://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	45,00
Trabalho laboratorial	55,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Frequência das aulas	52,50
Estudo autónomo	50,00
Trabalho de investigação	20,00
Trabalho escrito	26,00
Total:	148,50

Obtenção de frequência

Não Aplicável

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação Contínua:

NF = 45 % (média de 2 testes) + 55% (média das notas dos 5 trabalhos laboratoriais)

Avaliação por Exame:

NF = 100 % Exam

Provas e trabalhos especiais

Avaliação Contínua: 2 testes sobre a matéria das aulas T; 5 trabalhos laboratoriais (aulas L) a realizar pelos alunos com questionários sobre cada um dos trabalhos.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

TE – os testes serão feitos nas mesmas condições que os restantes alunos; as respostas aos questionários relativos aos trabalhos práticos poderão ser entregues até ao último dia de aulas do semestre.

Alunos em mobilidade virtual – os testes serão disponibilizados online para que os alunos os possam realizar em simultâneo com a realização presencial

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação poderá ser feita por exame, não aproveitando quaisquer componentes prévios de avaliação.