Curso - UNAM

 SEMESTRE 2017-1
FORMATO PARA PROPONER CURSOS
1. Título del Curso Fundamental
Introducción a la Biología Estructural
2. Tutores responsables en estricto orden alfabético
A.
Nombre completo Dra. Alejandra Hernández Santoyo
Adscripción
Instituto de Química, UNAM
Teléfono
56224568
Horas impartidas
5 sesiones de 3 horas cada una
Correo electrónico [email protected]
B.
Nombre completo Dra. Adela Rodríguez Romero /RESPONSABLE
Adscripción
Instituto de Química, UNAM
Teléfono
56224568
Correo electrónico [email protected]
Horas impartidas
6 sesiones de 3 horas cada una
C.
Nombre completo
Adscripción
Teléfono
Dr. Alfredo Torres Larios
Instituto de Fisiología Celular
56225640
Correo electrónico
Horas impartidas
D.
Nombre completo
Adscripción
Teléfono
Correo electrónico
Horas impartidas
[email protected]
7 sesiones de 3 horas cada una
Dr. Héctor Viadiu Ilarraza
Instituto de Química, UNAM
56246612
[email protected]
6 sesiones de 3 horas cada una
3. Profesores invitados
F.
Nombre completo Dr. Gustavo Fuentes Vives
Adscripción
Horas impartidas
G.
Nombre completo
Adscripción
Horas impartidas
EMBL, Hamburgo, Alemania
2 sesiones de 3 horas cada una
MC. Marco Igor Valencia Sánchez
Instituto de Fisiología Celular, UNAM
2 sesiones de 3 horas cada una
4. Introducción/justificación del Curso
El impacto que ha tenido el conocimiento detallado de las estructuras de proteínas
y ácidos nucleicos en diversas disciplinas ha sido muy significativo en las últimas
décadas y promete ser de gran relevancia en las que están por venir. El contar
con diversas estructuras de una macromolécula, ya sea en forma individual o en
complejo con otras macromoléculas o con ligandos específicos, es de gran valor,
tanto en el diseño como en el desarrollo de compuestos con valor farmacológico.
Este curso está enfocado a analizar los principios básicos de tres técnicas
utilizadas ampliamente en la actualidad en biología estructural: dispersión de rayos
X de ángulo pequeño (SAXS), cristalografía de rayos X y criomicroscopía
electrónica.
5. Características para la impartición del Curso
Indique el lugar, días y horario en donde se
realizará el Curso
Número de sesiones y duración en horas por
sesión
(mínimo 36 horas)
Disponibilidad de impartirlo por videoconferencia
Número total de alumnos que puede aceptar
Número de alumnos del PDCB que puede aceptar
Martes y jueves de 9:30 a
12:30
28 sesiones de 3 h c/u
NO
15
8
6. Método de evaluación
Por favor incluya en este apartado él % de la contribución relativa de:
Exámenes (número)
1 (40%)
Participación en clase
30%
Presentación
de
un
proyecto
Trabajos
30%
Otros
Asistencia a clases obligatoria (>80%).
7. Temario del Curso Fundamental
1. Introducción general
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(A.T.L. 9 y 11 agosto)
Estructura de macromoléculas biológicas
Generalidades sobre visualización y análisis de macromoléculas
2. SAXS
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•
(M.I.V.S. 16 y 18 agosto)
Principios básicos y métodos de procesamiento
Colección de datos y evaluación
Cálculo de envolturas y modelado
(G.F.V 23 y 25 agosto)
3. Principios de la cristalografía de proteínas
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Bases de la difracción de rayos X
Espacio recíproco
La esfera de Ewald
Simetría y grupos espaciales
4. Cristalización
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•
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(A.R.R 30 de agosto)
(A.R.R. 1, 6 de septiembre)
(A.H.S. 8 y 13 de septiembre)
Cristalización de proteínas.
Diagramas de fase y métodos.
Factores que afectan el crecimiento y la calidad de los cristales
5. Colecta de datos
•
•
Estrategia de colecta
Reducción de datos
(A.R.R. 20 de septiembre)
(A.T.L. 22 de septiembre)
6. Caracterización de los datos
•
•
Escalamiento de datos (Likelihood-based)
(A.T.L. 27 de septiembre)
Detección de superposición de redes cristalinas (cristales gemelos) (A.H.S.
29 de septiembre.)
7. El problema de la fase (A.R.R. septiembre 4 y 6 de octubre; A.T.L. 11 y 13 de
octubre)
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•
•
Reemplazo molecular (A.R.R. septiembre 4 y 6 de octubre)
Dispersión anómala
Procedimientos para mejorar las fases
Obtención del modelo inicial
8. Afinamiento de la estructura
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(ATL 18 de octubre, AHS 20 octubre)
Mínimos cuadrados
Recocido simulado
Flexibilidad molecular y parámetros de movilidad atómica
9. Validación y análisis de estructuras
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(A.H.S. 25 de octubre)
Programa MolProbity, Gráfica de Ramachandran.
B factor
Accesibilidad al disolvente
Contactos inter e intramoleculares
Superficie electrostática
Cavidades
Hidrofobicidad
Empaquetamiento
10. Fundamentos de criomicroscopía electrónica
3,8,10,15 y 17 de noviembre)
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(HVI 27 de octubre,
Introducción a la determinación de estructura de proteínas por microscopía
electrónica
Uso del microscopio electrónico
Análisis de Fourier y reconstrucción tridimensional
Cristalografía de electrones
Reconstrucción helicoidal y de virus icosahédricos
Reconstrucción de partículas individuales y tomografía
11. Análisis y discusión de artículos
noviembre)
(ARR, ATL, AHS, HVI 22 y 24 de
8. Bibliografía
1) Principles of Protein X-Ray Crystallography. Drenth, J. Springer-Verlag 3ª
edición (2007)
2) Crystallography Made Crystal Clear: A Guide for Users of Macromolecular
Models. Gale Rodhes. Academic Press 3a edición (2006)
3) Protein crystallography. Blundell, T.L. and Johnson, L.N. Academic press (1976)
4) Fundamentals of Crystallography. Giacovazzo, C., Monaco, H. L., Artioli, G.,
Viterbo, D., Milanesio, M., Ferraris, G., Gilli, G., Gilli, P., Zanotti, G. and Catti, M.
International Union of Crystallography (2011)
5) Practical protein crystallography. McRee, D.E., David R.R. 2ª edición Academic
Press (1999)
6) Protein crystallization. Techniques, Strategies and tips. Bergfors, T.M. (Ed)
International University Line (2001)
7) Crystallization of Nucleic Acids and Proteins: A Practical Approach. Ducruix, A.
and Giege, R. (Eds). Oxford University Press; 2a edición (1999)
8) Proteins. Structures and molecular properties. Creighton, T.E. W.H. Freeman
and company 2a edición
9) Introduction to protein structure. Branden, C. and Tooze, J. Garland publishing
Inc (1999)
10) Three-Dimensional Electron Microscopy of Macromolecular Assemblies:
Visualization of Biological Molecules in Their Native State. Frank, J. Oxford
University Press; 2a edición (2006)
11) Structural Biology Using Electrons and X-rays: An Introduction for Biologists.
Moody, M.F. Academic Press (2011)
12) Fink, H. P. (1989). Structure analysis by small‐angle X‐ray and neutron
scattering. Von LA FEIGIN und DI SVERGUN. ISBN 0‐306‐42629‐3. New
York/London: Plenum Press 1987. XIII, 335 S. US. Acta Polymerica, 40(3), 224224.
13) Mertens, H. D., & Svergun, D. I. (2010). Structural characterization of proteins
and complexes using small-angle X-ray solution scattering. Journal of structural
biology, 172(1), 128-141.
14) Putnam, C. D., Hammel, M., Hura, G. L., & Tainer, J. A. (2007). X-ray solution
scattering (SAXS) combined with crystallography and computation: defining
accurate macromolecular structures, conformations and assemblies in solution.
Quarterly reviews of biophysics, 40(03), 191-285.
NOTA: En cada tema se proporcionará bibliografía específica