دوره جامع طراحی پپتید و شبیه سازی دینامیک مولکولی

این دوره شامل تخفیف دانشجویی (ویژه دانشجویان و فارغ التحصیلان اخیر مقطع ارشد) می باشد. 

پروتئین ها را می توان از جمله مهمترین واحد های سازنده حیات دانست. این ماکرومولکول های جذاب با درجات متفاوت پیچیدگی در ساختار و عملکرد، در ایجاد و تنظیم هر آنچه زندگی خطاب می کنیم نقش دارند. این پروتئین ها هستند که انرژی خورشید را دریافت و تبدیل و قابل استفاده می نمایند، این پروتئین ها هستند که مواد حیاتی چون اکسیژن را جذب و ذخیره و آزاد می کنند، این پروتئین ها هستند که واکنش های شیمیایی را همچون یک مهندس کاربلد به شکلی کار کاتالیز می‌ کنند و هر زمان که از فعالیت بایستند زندگی نیز متوقف می شود. از طرف دیگر طبیعت پپتید ها را به عنوان نسخه های بسیار کوچک از مفهوم پروتئین طراحی کرده است. این ماکرومولکول های زیست-فعال که اندازه ای بین 2 تا 90 اسید آمینه دارند از نظر توسعه درمان های نوین دارای اهمیت بالا هستند.
پروتئین ها عملکردی اختصاصی دارند و این عملکرد اختصاصی از ساختار منحصر به فرد هر پروتئین و ویژگی های دینامیکی ویژه آن ساختار ناشی می شود. سال ها است که دانشمندان با به کارگیری موثر و همزمان مفاهیم و قوانین علوم زیست شناسی، فیزیک و شیمی تلاش می کنند تا با توصیف دقیق پارامترهای موثر بر رابطه میان ساختار و عملکرد پروتین ها و درک و الهام از طبیعت، پروتئین های موجود را بهینه سازی کنند و یا پروتئین هایی با عملکرد جدید طراحی کنند، عملکردی که قبلا در طبیعت مشاهده نشده است و اگر این طراحی در قالب یک پپتید نو اتفاق بیفتد دارای اهمیتی دو چندان خواهد بود.

معرفی نقش تکنیک های محاسباتی در مطالعات ساختاری پروتئین و طراحی پپتید
از جمله مهم ترین ابزارها در طراحی پروتئین های جدید و پپتید ها، مدل‌سازی محاسباتی است. نرم افزار های پیشرفته ای
مانند Modeller (مبتنی بر شباهت و هم خوانواده بودن پروتئین ها) و آلفا فولد (مبتنی بر هوش مصنوعی) این امکان را فراهم
می کنند تا مدلی با کیفیت از پروتئین مورد مطالعه ساخته شود، ابزار های شبیه سازی مولکولی داکینگ چون Haddock و
CLUSPRO، مولگرو و اتوداک وینا این امکان را فراهم می کنند تا نحوه اراتباط و میانکنش پروتئین ها با سایر پروتئین ها و یا
مولکول های تاثیر گذار دیگر مطالعه شود و ابزار های شبیه سازی دینامیک مولکولی چون GROMACS، NAMD و
AMBER، شرایطی را فراهم می کنند که بتوان رفتار واقعی یک پروتئین یا پپتید را در طی زمان مطالعه، با جزییات زیاد آنالیز
و با دقت تحلیل کرد و تمام این مطالعات کنار هم به محققان این امکان را می دهد تا بتوانند رفتار یک پروتئیند یا پپتید را
توصیف نموده، آن را با هدفی خاص بهینه سازی نموده و از اطلاعات به دست آمده جهت طراحی پروتئین ها، پپتید ها یا سازه
های زیست-فعال جدید استفاده کنند. از طرف دیگر مادول های اختصاصی توسعه یافته توسط هر پکیج شبیه سازی امکان آنالیز
های دقیق تر ساختار و انرژی را فراهم می آورد. برای مثال مادول GMMPBSA از پکیج شبیه سازی GROMACS امکان
محاسبه انرژی اتصال بین لیگاند و پروتئین در یک کمپلکس پروتئین-پروتین و یا یک کمپلکس پروتئین-لیگاند و همچنین مقدار
درگیری هر باقیمانده اسید آمینه در میانکنش فراهم شود. اطلاعات به دست آمده از مطالعات میانکنش ها جهت طراحی های
بهینه و برای مثال فرایند آلانین اسکنینگ به شیوه مجازی بسیار کاربردی است.
 چالش های ورود به دنیای مطالعات ساختاری پروتئین ها وطراحی پپتید
علارغم جذابیت و کاربرد گسترده در تحقیقات پایه و کاربردی-صنعتی علوم پزشکی و داروسازی نوین، بیوشیمی، سلولی
مولکولی، بیوتکنولوژی و ژنتیک، ورود به دنیای مطالعات ساختاری پروتئین ها و طراحی پپتید های دارویی، یک فرایند مستقیم
و آسان نیست. عدم در دسترس بودن منابع دقیق، محدود بودن مهارت ها به دانشگاهها و افراد خاص و تدریس سطحی توسط
افراد غیر متخصص، چالش برانگیز بودن استراتژی کار با هر نرم افزار و ابزار، نیاز به انجام پروژه واقعی جهت تعمیق
آموزش زیر نظر فرد متخصص و نیاز به هدایت و مشاوره طراحی تحقیق مستقل از جمله موانع یادگیری در مسیر ورود و
انجام پژوهش در دنیای طراحی پروتئین است که منجر می شود افراد زیادی نتوانند از کاربرد های ویژه ای که این علم می تواند
در اختیار آن ها قرار دهد بهره ببرند.

 توصیف دوره مطالعات ساختاری و طراحی پپتید آکادمی زیستا
دوره مطالعه ساختاری پروتئین 45 ساعته تدوین شده توسط آکادمی زیستا با تدریس خانم دکتر نجمه دهقان بنادکی، دکتری
تخصصی بیوفیزیک از دانشگاه تربیت مدرس، دوره ای پروژه محور و جامع است که شما را از فردی علاقمند به حوزه
مطالعات ساختار-عملکرد پروتئین ها و طراحی پپتید، به فردی توانمند با توانایی تفکر استراتژیک با قابیلت طراحی و انجام و
آنالیز و تحلیل دیتا در این حوزه به شکلی تخصصی تبدیل می کند. این دوره که دارای یک مشاوره تحقیق متناسب با نیاز

تحقیقاتی اختصاصی شما و پشتیبانی شش ماهه رفع اشکال برای شما توسط مدرس متخصص است، از ایده یابی استراتژیک در
حوزه پژوهش های in silico، آشنایی عمیق و استفاده حرفه ای از دیتابیس های مهم در حوزه طراحی پروتئین و پپتید، مدل
سازی پروتئین از ساده تا پیشرفته با نرم افزار Modeller (تک الگو، چند الگو، کایمر، هترو اتم دار، چند زنجیره و دارای
پیوند دی سولفید)، میانکنش مولکولی داکینگ و تحلیل نتایج با ابزار های داکینگ پروتئین ها و پپتید ها با هر دو اپروچ مبتنی بر
داده و کور و میانکنش مولکولی داکینگ لیگاند و پروتئین و تحلیل آن با ابزار مولگرو، اساس فیزیکی شبیه سازی دینامیک
مولکولی، نصب تمام نرم افزار های لازم از لینوکس تا پکیج های شبیه سازی و مادول GMMPBSA، انجام شبیه سازی پپتید،
شبیه سازی پروتئین-پروتئین، کمپلکس پروتئین-پپتید، پروتئین-لیگاند و بیش از ده نوع آنالیز روی شبیه سازی ها و تحلیل آن، به
علاوه محاسبه انرژی اتصال با GMMPBSA و استخراج مقدار تاثیر هر رزیدو در میانکنش به شکل عمیق آموزش داده خواهد
شد. قابل ذکر است که در میانه ترم برای شما مینی پروژه طراحی پپتید کایمر با قابلیت اتصال به فلز طراحی شده است که شما
می توانید این مینی پروژه را انجام داده، نتایج را برای مدرس ارسال کنید و به طور مستقیم و اختصاصی فیدبک بگیرید.
همچنین با استفاده از مشاوره تلفنی اختصاصی ریسرچ تعبیه شده در دوره به شکل مستقیم و با تمرکز بر ریسرچ خود از
راهنمایی، همراهی و هدایت مدرس برای طراحی و یا تحلیل ریسرچ خود استفاده نمایید. دوره مطالعات ساختاری و طراحی
پپتید آکادمی زیستا در طی زمان آپدیت خواهد شد تا دانشجویان بتوانند از جدیدترین تجارب مدرس در حوزه مطالعات ساختاری
پروتئین ها و طراحی پپتید استفاده نمایند.

سرفصل های دوره مطالعات ساختاری و طراحی پپتید آکادمی زیستا
بخش ۱: 25 ساعت

•  ایده یابی و تفکر استراتژیک در پژوهش in silico
• یادگیری عمیق کار با دیتابیس های آنالیز سکانس و ساختار پروتیین و پپتید
•  مدلسازی پروتیین از ساده تا پیچیده
•  شبیه سازی مولکولی داکینگ پروتئین-پروتئین
•  شبیه سازی مولکولی پروتئین-پپتید
•  میان‌کنش پروتیین و پپتید
•  طراحی پپتید با روش مبتنی بر ساختار و بهینه سازی آن
•  انجام یک مینی پروژه طراحی پپتید کایمر با قابلیت اتصال به فلز توسط شما و دریافت فیدبک از مدرس

بخش 2: 20 ساعت

• نصب لینوکس و گرومکس و نرم افزارهای لازم روی لینوکس
•  اساس فیزیکی شبیه سازی
•  آموزش شبیه سازی، آنالیز، تحلیل نتایج دینامیک مولکولی روی پپتید ها
•  آموزش شبیه سازی، آنالیز، تحلیل نتایج دینامیک مولکولی روی کمپلکس پروتیین-پپتید
•  آموزش شبیه سازی، آنالیز، تحلیل نتایج دینامیک مولکولی روی کمپلکس کمپلکس پروتیین-پروتیین
•  آنالیز انرژی اتصال با نرم افزار GMMPBSA

آپدیت های اضافه شده به دوره تا به امروز :

• داکینگ پروتیین-لیگاند با نرم افزار مولگرو
• شبیه سازی پروتیین-لیگاند
•  مینی پروژه محاسباتی
•  پروژه طراحی یک پپتید کایمر با قابلیت اتصال به فلز (معادل 15 ساعت کار پژوهشی)
•  دریافت یک جلسه مشاوره ریسرچ اختصاصی
•  از این جلسه می توانید برای طراحی ریسرچ محاسباتی خود و یا استفاده از تجربیات مدرس در تحلیل نتایج
  استفاده کنید.