Topic outline
Лекция
Типы взаимодействий в биомолекулах
Сильные и слабые взаимодействия. Ионные взаимодействия. Ион-дипольные взаимодействия. Ориентационные силы. Индукционные силы. Дисперсионные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса. Потенциал Леннарда-Джонса. Водородные связи
Лекция
Гидрофобное взаимодействие и энтропийный эффект
Термодинамика гидрофобности. Термодинамические эффекты растворения углеводородов в воде. Энтропийный эффект. Физическая природа гидрофобных взаимодействий. Их связь с необходимостью насыщения водородных связей в воде. Доступная воде неполярная поверхность аминокислот и их гидрофобность. Гидрофобный эффект в зависимости от от температуры.
Лекция
Фазовые переходы в биомакромолекулах
Конформационные превращения биомакромолекул как фазовые переходы I и II рода. Континуальные переходы. Термодинамика нуклеации. Распределение состояний молекул по энергиям при континуальных и фазовых переходах. Кинетика конформационных превращений. Основы теории переходных состояний.
Лекция
Вторичные структуры полипептидных цепей. Переход спираль- клубок
Вторичная структура полипептидов. α - спирали, β - структура. Свободная энергия инициации и элонгации α - спирали. Переход спираль-клубок. Скорость образования α - спирали
Лекция
Вторичные структуры полипептидных цепей. β - структура
Вторичная структура полипептидов. β - структура. Переход клубок — β-структура. Свободная энергия инициации β - структуры. Кинетика образования β – структуры.
Лекция
Пространственное строение белков
Взаимосвязь трехмерной пространственной структуры белков (формы) с их биологическими функциями.
Сворачивание (folding) белков как фундаментальная проблема молекулярной биологии и молекулярной биофизики. «Популярные» мотивы укладки ("folding pattern») и упаковки ("stack") белковой цепи.
Фибриллярные белки, их периодичные структуры. Мембранные белки, особенности их строения. Примеры. Квази-случайный характер строения глобулярных белков и особенности их пространственной структуры.
Физические принципы организации строения белковой глобулы.Смысл "физического отбора" белковых структур.
Лекция
Методы структурной биологии и молекулярной биофизики
Современные методы исследований пространственной структуры биомакромолекул.
Разделение биомакромолекул. Гель-электрофорез, методы хроматографии.
Основы метода рентгеноструктурного анализа (дифракции рентгеновских лучей).
Электронная микроскопия. Виды электронной микроскопии. Основы просвечивающей электронной микроскопии. Сканирующая электронная микроскопия. Электронно-зондовый микроанализ. Дифракция электронов. Электронография.
Нейтронографические методы исследования. Упругое и неупругое рассеивание нейтронов. Источники нейтронов. Нейтронные спектрометры. Малоугловое рассеяние нейтронов. Квазиупругое рассеяние нейтронов и диффузия. Сравнение нейтронного и рентгеновского рассеяний. Природа синхротронного излучения.
Принципы конфокальной микроскопии. Лазерный сканирующий конфокальный микроскоп (ЛСКМ). Исследование динамических процессов с помощью ЛСКМ. Атомно-силовая микроскопия.
Контрольные тесты: модуль "Молекулярная биофизика"
К экзамену "Общая и медицинская биофизика" (специализация Медицинская биохимия)
Тесты для проверки остаточных знаний обучающихся при проведении аккредитационных мероприятий
