Zagadnienia do wykładu 'Struktura Polimerów i Biopolimerów'

I. Polimery

  • Polimery sztuczne otrzymywanie i budowa chemiczna:

    • polikondensacja, poliaddycja
    • polimery szczepione, rodzaje kopolimerów
    • dendrymery
  • Modele teoretyczne polimerów syntetycznych

    • modele bez i z wyłączoną objętością; współczynnik ekspansji alfa
    • łańchuch swobodnie związany
    • łańcuch ze sobodną rotacją wewnętrzną
    • łańcuch z zahamowaną rotacją wewnętrzną
  • Opis kłębka losowego polimeru:

    • promień bezwładności (żyracji), odległość końców
    • wpływ rozpuszcalnika, roztwory idealne a rzeczywiste; temperatura theta
    • segment statystyczny, długość Kuhna
  • Dynamika polimerów; funkcje autokorelacyjne; czas relaksacji

II. Biopolimery - białka

  • Struktura białek

    • pierwszo-rzędowa (sekwencja) i budowa chemiczna białek

    • struktura chemiczna i przestrzenna łańcucha polipeptydowego; płaska płytka peptydowa, mapa Ramachandrana, kąty Phi i Psi

    • struktura drugorzędowa

      • rodzaje helis oraz kartek
      • powiązanie powyższych z mapą Ramachandrana
      • układ wiązań wodorowych i inne oddziaływania stabilizujące strukturę drugorzędową
    • struktura trzeciorzędowa białek

      • pojęcie topologii białka
      • zwój (ang. fold) białka
      • rodzaje zwojów białek; bazy CATH i SCOP
      • pojęcie rotameru
    • struktura czwartorzędowa

    • oddziaływania inter- i itra-molekularne w białkach

      • wiązania wodorowe, oddziaływania elektrostatyczne i Van der Waalsa, stackingowe
      • wpływ rozpuszczalnika i ‘efekt hydrofobowy
      • zmiana energii swobodnej w trakcie zwijania się białek; wkłady entalpowe i entropowe
      • stan natywny białka; stabilność białek naturalnych
      • hipoteza Anfinsena i paradoks Levinthala; lejek energetyczny
    • Metody eksperymentalne badania struktur biopolimerów:

      • wyznaczania struktur metodami krystalografia, NMR i mikroskopia elektronowa (EM)
      • informacje o strukturze i dynamice uzyskiwane z metody SAXS, spektroskopii mas oraz FRET
    • Metody analizy struktur białek

      • mapa kontaktów, mapa wiązań wodorowych; program DSSP
      • uliniowienie i nałożenie struktur; obliczenie crmsd i GDT
      • analiza skupień
    • Modelowanie i projektowanie białek

      • metody pełnoatomowe (program Rosetta) i gruboziarniste (program CABS)
      • modelowanie porównawcze: programy SwissModel i Modeller

III. Biopolimery - kwasy nukleinowe

  • Kwasy nukleinowe

    • budowa chemiczna DNA i RNA

    • struktura przestrzenna DNA:

      • oddziaływania które ją definiują
      • formy A, B i Z; interkalacja
      • wielka i mała bruzda
    • struktura przestrzenna RNA: pętle, spinki i węzły; przewidywanie struktury RNA

    • inżynieria struktur DNA