3 ECTS credits
75 u studietijd
Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4006472FNR voor alle studenten in het 1e semester van een even academiejaar (bvb. 2012-2013) met een gespecialiseerd master niveau.
Deze cursus behelst een grondige studie van de structuuranalyse van macromoleculen (en eiwitten in het bijzonder) door middel van één-kristal X-straal diffractie. Er wordt gestart met een kort overzicht van de basisbegrippen (Reciproke ruimte, sfeer van Ewald, structuurfactor, Laue voorwaarden). Hierna wordt symmetrie besproken in de reële ruimte (punt groepen, ruimtegroepen, kristalroosters) zowel als in de reciproke ruimte. De verschillende X-straal bronnen en detectoren worden overlopen, alsook de strategieën voor kristalgroei en datacollectie. Het fase probleem en de Patterson functie worden geïntroduceerd gevolgd door een grondige bespreking van de verschillende technieken die toelaten het fase probleem op te lossen: isomorfe verplaatsing, anomale verstrooiing en moleculaire verplaatsing. Vervolgens volgen de technieken die gebruikt worden om initiële fasen te verbeteren: solvent vlakking, histogram matching, NCS-uitmiddeling, directe methoden ... . Hierna wordt overgegaan op model bouwing, met een nadruk op automatische methoden voor secundaire structuur herkenning en elektron densiteit interpretatie. Verfijning van structuren wordt behandeld startende van de klassieke kleinste kwadraten benadering en vervolgens uitgebreid tot maximum likelyhood methoden. Ten slotte worden de verschillende technieken behandeld die gebruikt worden om kristalstructuren te valideren tijdens en na de verfijning en wordt er aandacht besteed aan hoe en tot in welk detail kristalstructuren kunnen en mogen worden geïnterpreteerd naar biologische vraagstukken toe.
Gedurende de practica zal de student een kristalstructuur van een klein eiwit oplossen startende vanaf data collectie (in huis of indien mogelijk aan de synchrotron) tot en met het finaliseren van de structuur. Het exacte project zal variëren van jaar tot jaar en hangt samen met de structurele biologie projecten waar op dat ogenblik binnen de onderzoeksgroep wordt aan gewerkt.
Deelname aan de practica is verplicht
Powerpoint slides en lestexten worden aangeboden via het online leerplatform
- De student kent de verschillende stappen die dienen te worden gevolgd in de structuurbepaling van een macromolecule via X-straal diffractie.
- De student kent de relatie tussen een atomair model, een elektronendensiteitskaart, structuurfactoren en een gemeten verstrooingspatroon.
- De student kan een artikel betreffende de structuurbepaling via X-straal kristallografie begrijpen en kan de kwaliteit beoordelen van de kristalstructuur die hierin wordt beschreven
- De student kent en begrijpt de verschillende methoden gebruikt voor het bepalen en verbeteren van de fasen van de structuurfactoren gebruikt voor de berekening van een elektronendensiteitskaart en beschikt hierover over praktische kennis.
- De student kent de verschillende begrippen i.v.b.m. symmetrie (puntgroepen, ruimtegroepen en kristalroosters) die van belang zijn in macromoleculaire kristallografie en weet hoe symmetrie in de reële ruimte gelinkt zijn aan symmetrie in de reciproke ruimte
- De student kent de principes waarop de verfijning van een macromoleculaire structuur is gebaseerd en hoe dit proces wordt gevalideerd en heeft hierover praktische kennis
- De student kent de theoretische principes achter de kristallisatie van macromoleculen en kent een aantal strategieën die gebruikt kunnen worden om initiële hits te verbeteren.
- De student kan de kwaliteit van een diffractiepatroon beoordelen, kent een aantal strategieën om dit te optimaliseren en om op optimale wijze data op te nemen. De student heeft praktische basiskennis voor hetverder analyzeren van een X-straal dataset.
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 100% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:
Mondeling examen met schriftelijke voorbereiding van drie of vier open vragen die meerdere delen van de cursus bestrijken. Er wordt zowel gepeild naar kennis als inzicht. Er is geen apart examen voor de practica; dit is verwerkt in het mondeling examen.
Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: medische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: moleculaire biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: agrobiotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: voedingsbiotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: chemische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: biochemische biotechnologie