Bioinformatica Strutturale 2025/2026

Il corso fornisce allo studente una panoramica teorica e pratica delle metodologie di calcolo attualmente in uso per lo studio delle macromolecole biologiche.
- Argomenti iniziali del corso sono: introduzione al sistema operativo Linux e ai programmi per la visualizzazione e la manipolazione delle macromolecole; le caratteristiche strutturali e conformazionali delle proteine e degli acidi nucleici in dettaglio; i livelli strutturali e i principali domini delle proteine; 8 ore (di cui 1 ora di esercitazione).
- Il corso prosegue con i metodi di conservazione delle informazioni strutturali e di manipolazione delle strutture molecolari: le banche dati delle macromolecole; i metodi per la predizione della struttura secondaria delle proteine e dell’RNA; i metodi di allineamento strutturale delle proteine; la modellazione per omologia; i metodi di Fold recognition, Threading ed ab initio, AlphaFold e le altre metodologie AI; 18 ore (di cui 9 ore di esercitazioni).
- Si affrontano poi i metodi di predizione delle interazioni tra le molecole e le macromolecole: il drug design, le metodologie di docking molecolare e di virtual screening; 10 ore (di cui 6 ore di esercitazioni).
- Infine, si affronta la trattazione energetica e dinamica delle macromolecole: la meccanica molecolare ed i metodi di minimizzazione dell’energia; la dinamica molecolare classica e i metodi di campionamento conformazionale avanzato; i programmi di dinamica molecolare classica; 12 ore (di cui 4 di esercitazioni).
Il corso prevede 10 esercitazioni pratiche in ambiente Linux: 1) Uso dei comandi del sistema operativo Linux; 2) Uso del programma di grafica molecolare PYMOL; 3) Uso del programma di grafica molecolare CHIMERA; 4) L’allineamento strutturale di proteine attraverso il programma CHIMERA; 5) La modellazione per omologia attraverso i programmi PyMol e PyMod3; 6) Il docking molecolare proteina-proteina attraverso il programma HEX; 7) Il docking molecolare proteina-ligando attraverso il programma AutoDock; 8) Un esempio di virtual screening eseguito attraverso il programma AutoDock; 9) Uso del programma di grafica molecolare VMD; 10) Uso del programma di dinamica molecolare classica GROMACS, generazione della traiettoria e strumenti di analisi.

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Fonte: GOMP