Principi termodinamici del riconoscimento molecolare. Energia libera,
energia configurazionale ed entropia nell'interazione farmaco
proteina. Approccio termodinamico statistico al calcolo della costante
di equilibrio farmaco-recettore e basi termodinamiche del Docking
Molecolare. Principali strumenti computazionali per la
modellizzazione di sistemi biologici. Force fields, calcolo
dell'energia con metodi a solvente implicito. Esercitazioni individuali
di laboratorio in aula informatica: determinazione della costante di
equilibrio farmaco-recettore con metodi di Docking.
Conoscenze: Il corso prevede tre crediti per lezioni teoriche frontali
e tre crediti da svolgersi in laboratorio informatico. La parte in
aula fornisce le basi termodinamiche nell'interazione tra molecole di
interesse biologico e la conoscenza teorica dei principali strumenti
bioinformatici nell'ambito del Docking Molecolare. In laboratorio lo
studente applichera', in esercitazioni individuali, gli strumenti
teorici acquisiti durante il corso, implementando su
una piattaforma di tipo unix, procedure computazionali volte
al calcolo di costanti di equilibrio per reazioni di interesse biologico.
Prerequisiti
Corsi raccomandati: Chimica Generale e Inorganica, Chimica Organica.
Modalità di verifica apprendimento
Orale
Programma del corso
Force Fields atomistici per Sistemi di interesse biologico.
Potenziale bonded (legato o di valenza) per i sistemi biologici.
Potenziale non bonded. Elementi di Meccanica Statistica. Equilibrio
termodinamico, funzione di distribuzione e spazio delle fasi
Formulazione microscopica di primo e secondo principio Insieme
microcanonico Insieme Canonico Funzione Partizione ed Equilibrio
Chimico Equilibrio chimico A+B=AB in una soluzione diluita Costante di
Affinita Farmaco-Proteina. Teoria RRHO per il calcolo dell’energia
libera di dissociazione. Bilancio tra Energia ed Entropia di
dissociazione. Struttura delle "sconring function" nel docking
molecolare e relazione con le grandezze termodinamiche. Calcolo
dell’energia di interazione farmaco-proteina in solvente
implicito. Metodi di meccanica molecolare, Poisson-Boltzmann e Modello
di Born Generalizzato. Energie libere di dissociazione:
l’approccio della molecole flessibile e dinamica molecolare con
solvente esplicito. Cenni su simulazioni avanzate tipo alchemico
e a scambio di repliche su piattaforme parallele per la determinazione
in ambioto bioinformatico.