ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE

Ders Bilgi Formu ( BYM 466 )


   Temel bilgiler
Ders adı: Yapısal Biyoenformatik ve Hesaplamalı İlaç Tasarımı
Ders kodu: BYM 466
Öğretim üyesi: Dr. Öğr. Üyesi Onur SERÇİNOĞLU
AKTS kredisi: 5
GTÜ kredisi: 3 ()
Yılı, Dönemi: 4, Bahar
Dersin düzeyi: Lisans
Dersin tipi: Bölüm seçmeli
Öğretim dili: İngilizce
Öğretim şekli: Yüz yüze , Grup çalışması , Laboratuvar çalışması
Ön koşullar: BENG212 ve BENG451 kodlu derslerden en az CC notu ile geçmiş olmak.
Staj durumu: Yok
Dersin amacı: Bu ders, biyomühendislik lisans programı öğrencilerine, internet ortamında bulunan veya bilgisayarlara yüklenerek çalıştırılan yapısal biyoenformatik araçlarının kullanılarak, proteinlerde dizi, yapı ve işlev ilişkilerinin araştırılmasını, yeni ilaç adayı moleküllerin belirlenmesini, protein dinamiği simülasyonlarının yürütülmesinin öğretilmesini amaçlar. Birbirini tamamlayan ders ve laboratuvar uygulamalarından oluşur.
   Öğrenme çıktıları Yukarı

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, şu yetilere sahip olurlar:

  1. Proteinlerin üç boyutlu yapılarını bilimsel yazılımlar kullanarak görselleştirebilmek

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Biyomühendislik uygulamalarına temel oluşturan biyolojik, kimyasal, fiziksel ve matematiksel prensip ve olguların öğrenilmesi
    2. Endüstriyel ve bilimsel anlamda güncel biyomühendislik uygulamalarının öğrenilmesi
    3. Yeni uygulama metotların geliştirilmesini sağlayan araştırma metotlarının öğrenilmesi
    4. Biyomühendislik problemleri için süreç tasarlama, veri toplama ve sonuçları analiz edip yorumlama becerisi
    5. Biyomühendisliğin farklı alt dallarını analiz edip bağlantılandırarak yorumlama becerisi

    Değerlendirme Tipi

    1. Ödev
    2. Laboratuvar uygulamaları/sınavları
  2. Biyomoleküler simülasyon çıktılarının temel seviyede analizlerini yapabilmek

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Endüstriyel ve bilimsel anlamda güncel biyomühendislik uygulamalarının öğrenilmesi
    2. Yeni uygulama metotların geliştirilmesini sağlayan araştırma metotlarının öğrenilmesi
    3. Matematiksel analiz ve modelleme metodlarını biyomühendislik tasarım ve üretim süreçlerine uygulayabilme yetisi

    Değerlendirme Tipi

    1. Ödev
    2. Laboratuvar uygulamaları/sınavları
  3. Protein-küçük moleküler etkileşimlerinin yapısal modellerini oluşturabilmek

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Biyolojik, kimyasal, fiziksel ve matematiksel prensip ve olguların topluma faydalı olacak yeni uygulamalara dönüştürme becerisi
    2. Matematiksel analiz ve modelleme metodlarını biyomühendislik tasarım ve üretim süreçlerine uygulayabilme yetisi
    3. Sağlık ve tarım gibi sektörlerde biyomühendislik uygulamalarını yürütme ve geliştirme becerisi
    4. Biyomühendislik problemleri için süreç tasarlama, veri toplama ve sonuçları analiz edip yorumlama becerisi

    Değerlendirme Tipi

    1. Ödev
    2. Laboratuvar uygulamaları/sınavları
  4. Sanal tarama yöntemini kullanarak, ilaç adayı olabilecek küçük molekülleri belirleyebilmek

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Endüstriyel ve bilimsel anlamda güncel biyomühendislik uygulamalarının öğrenilmesi
    2. Yeni uygulama metotların geliştirilmesini sağlayan araştırma metotlarının öğrenilmesi
    3. Biyolojik, kimyasal, fiziksel ve matematiksel prensip ve olguların topluma faydalı olacak yeni uygulamalara dönüştürme becerisi
    4. Matematiksel analiz ve modelleme metodlarını biyomühendislik tasarım ve üretim süreçlerine uygulayabilme yetisi
    5. Biyomühendisliğin farklı alt dallarını analiz edip bağlantılandırarak yorumlama becerisi
    6. Farklı disiplinlerden edinilen bilgilerin uygulamalarda etkin olarak bütünleştirilebilmesi

    Değerlendirme Tipi

    1. Ödev
    2. Laboratuvar uygulamaları/sınavları
  5. Hesaplamalı yöntemlerle yapı ve ligand temelli ilaç keşfinde kullanılan temel kavramları tanımlayabilmek

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Biyomühendislik uygulamalarına temel oluşturan biyolojik, kimyasal, fiziksel ve matematiksel prensip ve olguların öğrenilmesi
    2. Endüstriyel ve bilimsel anlamda güncel biyomühendislik uygulamalarının öğrenilmesi
    3. Yeni uygulama metotların geliştirilmesini sağlayan araştırma metotlarının öğrenilmesi

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
   İçerik Yukarı
1. hafta: Yapısal biyoenformatiğe giriş: proteinlerde dizi, yapı, işlev arasındaki ilişkiler
2. hafta: İlaç keşfi ve geliştirmeye giriş, bilgisayar destekli ilaç tasarımı
3. hafta: Kimya ve biyoenformatik veri tabanlarına giriş
4. hafta: ChEMBL ve Protein Veri Bankasının programatik olarak sorgulanması
Ödev I
5. hafta: Moleküler filtreleme, benzerlik ve kümeleme
6. hafta: Ligand bazlı farmakofor modelleri
Ödev II
7. hafta: Bağlanma bölgesi karşılaştırmaları
8. hafta: İlaç adayları ve protein yapıları arasındaki etkileşimlerin tahmini: moleküler kenetlenme simülasyonları
Ödev III
9. hafta: Moleküler kenetlenme simülasyonları ile sanal tarama
Ara Sınav
10. hafta: Protein-ligand etkileşimlerinin görselleştirilmesi ve analizi
11. hafta: Protein dinamiği: moleküler dinamik simülasyonları (hazırlık)
12. hafta: Protein dinamiği: moleküler dinamik simülasyonları (yürütme)
13. hafta: Moleküler dinamik simülasyon gidişizlerinin analizi
14. hafta: Moleküler dinamik simülasyon gidişizlerinin analizi (ileri seviye analizler)
Ödev IV
15. hafta*: -
16. hafta*: Final sınavı
Ders kitapları ve materyaller: Textbooks:
G. Petsko, Ringe, D., Protein Structure and Function, 2003, Wiley-Blackwell
A. Leach, Molecular Modeling: Principles and Applications, 2nd Ed., 2002, Pearson
N. Ben-Tal, Kessel, A., Introduction to Proteins: Structure, Function, and Motion, Second Edition, 2018, CRC Press
K. Merz, D. Ringe, C.H. Reynolds (ed.), Drug Design: Structure- and Ligand-Based Approaches, 2010, Cambridge University Press
Other tutorials and papers
Önerilen kaynaklar: A. Liljas, L. Liljas, J. Piskur, Textbook of Structural Biology, 2009, WSPC
I. Bahar, R. L. Jernigan, Protein Actions: Principles and Modeling, 2017, Garland Science


  * 15. ve 16. haftalar arası final sınavına hazırlık haftası bulunmaktadır.
Değerlendirme Yukarı
Değerlendirme tipi Hafta numarası Ağırlık (%)
Ara sınavlar (Vizeler): 8 20
Dönem içi diğer çalışmalar: 0
Proje: 0
Ödev: 3,4,5,6,7,9, 10, 13, 14 40
Kısa sınav (Quiz): 0
Final sınavı: 16 40
  Toplam ağırlık:
(%)
   İş yükü Yukarı
Etkinlik Süre (Haftalık saat) Toplam hafta sayısı Dönem boyu toplam iş yükü
Dersler (Yüz yüze öğretme): 1 14
Ders dışı bireysel çalışma: 1 14
Uygulama, Rehberli problem çözme: 3 12
Ödev: 6 4
Dönem projesi: 0 0
Dönem projesi sunumu: 0 0
Kısa sınav (Quiz): 0 0
Ara sınav için bireysel çalışma: 3 5
Ara sınav (Vize): 2 1
Final sınavı için bireysel çalışma: 3 5
Final sınavı: 2 1
    Toplam işyükü:
    Toplam AKTS kredisi:
*
  * AKTS kredisi, toplam iş yükünün 25'e bölümüdür. (1 AKTS = 25 saatlik iş yükü)
-->