BIOMOLECULAR NMR SPECTROSCOPY: analysera av komplexa biologiska blandningar (metabolomics) (5 credits), 5 hp

Beskrivning

Kärnmagnetisk resonansspektroskopi (NMR) är en teknik som används i stor utsträckning inom många vetenskapsdiscipliner inklusive fysik, kemi, medicin och biovetenskap. Forskare / studenter med bakgrundskunskap i kemi och fysik har en lätt åktur när det gäller att behärska den teoretiska och praktiska kunskapen om tekniken. Studenter med medicinsk bakgrund och biovetenskaplig bakgrund har ofta svårt med denna teknik. Det är ett långvarigt problem med vad som är det bästa sättet att undervisa ämnet för studenter med medicinsk bakgrund och biovetenskaplig bakgrund. I den här kursen fokuserar jag på studenternas lärande genom att använda aktivt deltagande av studenterna 1-4. Kursutvärdering och feedback från studenter vid tidigare deltagande i kursen avslöjade att man bör lägga tonvikten på att utsätta deltagarna för mer laboratorie- och praktiska aspekter av kursen. Detta överensstämmer med begreppet aktiva inlärningsstrategier

Viktigt att notera att alla föreläsningar för denna årskurs kommer att hållas online via zoom.

Inlärningsmål

Efter avslutad kurs ska studenten kunna
• Beskriv de grundläggande principerna och funktionen för NMR-instrumentering.
• Skapa en rad tillgängliga NMR-experiment som behövs för att lösa olika strukturella problem (stora biomolekyler).

• Använd och anpassa olika experimentella inställningar för att svara på olika biologiska frågor med NMR-spektroskopi.
• Beskriv provkrav för specifika NMR-experiment.
• Beskriv hur NMR kan användas för att analysera olika aspekter av biomolekyler.
Konfigurera och kör biologiska NMR-experiment

• Använd NMR för att analysera komplexa komplexa biologiska prover (Metabolomics)

Innehåll

Kursens syfte är att introducera grunderna - både teori och praktik - av NMR-spektroskopi av biomolekyler. Detta inkluderar:

• Principerna för hur man utför NMR-mätningar och strukturbelysning.
• Overhauser-effekt, polariseringsöverföring, skalär och dipolär koppling, population och koherensöverföring, kemisk växling, NMR-signaluppgift och multidimensionell NMR-spektroskopi, isotop märkning och spektralredigeringsstrategier (t.ex. HSQC, HMQC, TOCSY-HSQC, HNCO, HNCA, HNCACB, HCCH-TOCSY NOESY),
• Grunderna för beräkning av NMR-struktur, inklusive datainsamling, resonansuppgift (ccpnmr och Topspin), insamling av strukturella begränsningar och kvalitetsbedömning.
• Strategier för strukturbestämning av större proteiner (> 30 kDa) med hjälp av specifika märkningssystem och uppdrag.
• Strategier för att extrahera dynamisk information (T1, T2, hetNOE och orderparametrar).
• Grundläggande utformning och implementering av ett NMR-experiment eller pulssekvens.
• Använda NMR för att svara på grundläggande frågor om protein-ligandinteraktioner
• Övervaka modifiering efter översättning i levande celler.
• NMR-spektroskopi av nukleinsyror och kolhydrater.
• Använda strukturberäkningsprogrammet CYANA.

Undervisning

Engelska

Examination

Bedömningen baseras på att lösa en praktisk övning och muntlig presentation. Kvaliteten kommer att passera eller misslyckas. För att erhålla ett godkännande krävs det att eleverna fullföljer uppdraget av en 15 restpeptid (fragment från ett större protein), löser strukturen och ger en muntlig presentation.

Litteratur

M. H. Levitt, Second edition, Spin Dynamics – Basics of Nuclear Magnetic Resonance, Wiley, 2007.

J. Cavanagh, W. J. Fairbrother, A. G. Palmer III, and N. J. Skelton: Protein NMR Spectroscopy. Principles and Practice, Academic Press, 1996

Lärare

Dr. Celestine Chi
Post docs and PhD students will assist in lab and practical exercises

Kontakt

Dr. Celestine N. Chi
Chi.celestine@imbim.uu.se

Visa alla kurser 2022 »