25
ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC SINH HỌC PROTEIN
(Biological Proteins)
1. Thông tin chung về môn học
- Tên môn học: Sinh học protein - Mã môn học: 211110
- Môn học: Bắt buộc - Số tín chỉ: 02
- Các môn học tiên quyết: Sinh học phân tử, Sinh hóa học.
- Giờ tín chỉ đối với các hoạt động: 30 tiết + Nghe giảng lý thuyết: 19 tiết
+ Sửa bài tập cá nhân và nhóm: 5 tiết + Hoạt động theo nhóm – thảo luận: 6 tiết + Tự học: 60 tiết
2. Mục tiêu của môn học
Môn học giúp sinh viên ngành Công nghệ Sinh học hiểu được cấu trúc, chức năng và tầm quan trọng của protein trong qui trình phát hiện thuốc và có những khái niệm cơ bản về qui trình phát hiện thuốc, sàng lọc, thử nghiệm ảo và thử nghiệm lâm sàng. Sử dụng thành thạo các công cụ tìm kiếm trên các cơ sở dữ liệu sinh học từ trình tự sinh học đến các cấu trúc hóa học cơ bản, các phần mềm liên quan đến việc mô phỏng cấu trúc hóa học và cấu trúc sinh học. Ngoài ra, sinh viên cần nắm vững qui trình phát hiện thuốc và các thuốc tính quan trọng của thuốc, cũng như các phương pháp giúp tăng cường các thuộc tính này.
3. Tóm tắt nội dung môn học
Môn học giới thiệu kiến thức về: tầm quan trọng của protein trong phát hiện và điều chế thuốc. Cách khai thác các CSDL lớn vế cấu trúc các hợp chất cũng như các cấu trúc protein cũng được giới thiệu. Bên cạnh đó, qui trình phát hiện thuốc dựa trên đích tác động và các phương pháp sang lọc thuốc, qui trình thầm thấu, biến dưỡng, loại thải của thuốc sau khi vào cơ thể cũng là nội dung chính của học phần này.
4. Nội dung chi tiết môn học
Chƣơng mở đầu: Giới thiệu vai trò của protein trong phát hiện thuốc và thiết kế thuốc Chƣơng 1: Cấu trúc hóa học của hợp chất , cấu trúc protein và mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng
1.1. Cấu trúc hóa học của hợp chất (ligand) 1.2. Cấu trúc protein
1.3. Mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng của protein
1.4. Ligand và các dạng biểu hiện hoạt tính của phức ligand-protein
Chƣơng 2: Cơ sở dữ liệu cấu trúc hóa học và tìm kiếm cấu trúc hợp chất hóa học (ligand)
2.1. Các dạng biểu diễn của cấu trúc hợp chất hóa học 2.2. Cơ sở dữ liệu PUBCHEM
2.3. Biểu diễn cấu trúc dưới ngôn ngữ SMILE 2.4. Tìm kiếm bằng SMART
2.5. Tìm kiếm các cấu trúc hợp chất ligand trên PUBCHEM
Chƣơng 3: Cơ sở dữ liệu cấu trúc protein và tìm kiếm cấu trúc protein 3.1. Cơ sở dữ liệu PDB
3.2. Tìm kiếm cấu trúc protein bằng từ khóa trên Cơ sở dữ liệu PDB 3.3. Tìm kiếm cấu trúc protein bằng VAST
3.4. Cấu trúc tập tin chứa cấu trúc protein (PDB file)
26
Chƣơng 4: Một số bệnh điển hình 4.1. Một số ví dụ bệnh điển hình
4.2. Vai trò của thuốc trong điều trị bệnh
4.3. Tương tác của thuốc và protein bị tác động 4.4. Sơ lược về qui trình phát hiện thuốc
4.5. Vai trò của protein trong phát hiện thuốc 4.6. Bệnh cao huyết áp
4.7. Bệnh sốt xuất huyết
Chƣơng 5: Qui trình phát hiện thuốc 5.1. Qui trình phát hiện thuốc
5.2. Xác định đích tác động của thuốc (protein)
5.3. Các phương pháp xác định binding pocket của protein 5.4. Phương pháp Docking
Chƣơng 6: Các thuộc tính quan trọng của thuốc
6.1. Các thuộc tính quan trọng của thuốc và khả năng tăng cường các thuộc tính này 6.2. Thuộc tính chuyên biệt
6.3. Thuộc tính tương tác giữa enzyme và ligand Chƣơng 7: Sàng lọc thuốc
7.1. Thiết lập thư viện các cấu trúc hợp chất cho việc sang lọc thuốc 7.2. Phân nhóm và phân loại các hợp chất trong thư viện
7.3. Một số thuộc tính trong sang lọc: logP, khối lượng phân tử, tính tan, tính ưa nước, kị nước…
Chƣơng 8: Giới thiệu về phƣơng pháp QSAR trong sàng lọc thuốc 8.1. Giới thiệu sơ lược về QSAR
8.2. Quá trình lịch sử phát triền của QSAR 8.3. Các descriptors
8.4. Luật 5 của Lipinski
8.5. Thiết lập phương trình QSAR
8.6. Một số ví dụ về ứng dụng QSAR trong sang lọc thuốc Chƣơng 9: Dự đoán eADMET
9.1. Sự thẩm thấu của thuốc (Absorption) 9.2. Sự phân bố (Distribution)
9.3. Sự biến dưỡng (Metabolism) 9.4. Sự loại thải (Elimination) 9.5. Độc tố của thuốc (Toxicology)
Chƣơng 10: Qui trình biến dƣỡng và độc tính của thuốc
10.1. Tầm quan trọng của biến dưỡng và độc tính trong phát hiện thuốc 10.2. Phase trước thử nghiệm lâm sàng
10.3. Phase thử nghiệm lâm sàng
10.4. Thuốc được thông qua và ra thị trường
10.5. Vai trò của enzyme trong 3 phase: oxy hóa, khử, phân giải – kết hợp với phân tử nhỏ - loại thải bằng các kênh vận chuyển
Chƣơng 11: Cytochrom P450 và một số cơ chế vận chuyển thuốc 11.1. Vai trò của Cytochrom P450 trong thẩm thấu và biến dưỡng 11.2. Họ P450 ở người
11.3. Cơ chất của P450
11.4. Ảnh hưởng của SNP lên hoạt tính của P450 11.5. Một ví dụ điển hình về P450: CYP 2D6 11.6. Vai trò các kênh vận chuyển
11.7. Một số ví dụ về kênh vận chuyển
Chƣơng 12: Các phƣơng pháp tối ƣu hóa thuốc và triển vọng
27
5. Học liệu
5.1. Học liệu bắt buộc: Bài giảng do giảng viên soạn và cập nhập hàng năm 5.2 Học liệu tham khảo
1. Andrew R. Leach. Molecular Modeling. Principles and Applications
2. 2nd edition, Prentice Hall. 2001. Bioinformatics Genes, Proteins & Computers 1st ed., Bios Scientific Publishers
3. Lee Yuan Kun. 2001. The Merck Index 13th edition, Merck and CO., Inc..
5. Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên
Sinh viên phải nộp bài tập hàng tuần và tổng số điểm của tổng số bài tập của sinh viên phải đạt trên 50%, đây là điều kiện để SV được tham gia đợt kiểm tra cuối kì, hiểu được lý thuyết và vận dụng trong bài tập cũng như thực tế trong công tác điều chế thuốc, sinh viên dịch thuật ít nhất 2 tài liệu khoa học (bài báo, chương mục của sách) do giáo viên cung cấp.
7. Phƣơng pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học
Mỗi tuần một bài tập, sinh viên có thể làm theo nhóm và nộp theo nhóm (mỗi nhóm tối đa 2 SV). Bài tập sẽ được sửa trong giờ bài tập và thang điểm tối đa là 10. Điểm tích lũy của các bài tập là thang quyết định cho việc được thi cuối kỳ.
Nội dung đánh giá: Seminar (30%), kiểm tra - đánh giá cuối kì (70%).
Tiêu chí đánh giá các loại bài tập: tổng số điểm SV đạt được trên tổng số bài tập phải từ 50% trở lên mới được tham gia vào đợt kiểm tra cuối kỳ và kiểm tra đợt hai (nếu có)
