Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2018

Семестры Студенты Преподаватели

• 2023
• 2022
• 2021
• 2020
• 2019
• 2017
• 2016
• 2015

• ...

Как будет проходить экзамен

В билете три вопроса:

• На допуск. Базовые знания прошлых курсов. Баллов не дают, но без правильного ответа экзамен на них и закончится.
• Теория. Два вопроса по программе курса.

Вопросы к экзамену

Вопросы на допуск

 
Ответ на каждый вопрос — это примерно три предложения.

1. Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия, потенциал Леннарда – Джонса

2. Гидрофобный эффект/гидрофобные взаимодействия
3. Водородная связь – определение
4. Строение остова аминокислот. Возможные формы, различающиеся количеством и положением атомов водорода. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать атомы остова.
5. Строение боковых радикалов аланина, валина, лейцина, изолейцина, метионина. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать их атомы
6. Строение пролина. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать его атомы. Конформации пролина, влияние на ход остова
7. Строение боковых радикалов серина, треонина и цистеина. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать их атомы
8. Строение боковых радикалов аспарагина и глутамина. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать их атомы
9. Строение боковых радикалов аспартата и глутамата. Возможные формы, различающиеся количеством и положением атомов водорода. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать их атомы
10. Строение боковых радикалов лизина и аргинина. Возможные формы, различающиеся количеством и положением атомов водорода. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать их атомы
11. Строение боковых радикалов фенилаланина, тирозина и триптофана. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать их атомы
12. Строение бокового радикала гистидина. Возможные формы, различающиеся количеством и положением атомов водорода. Нековалентные взаимодействия, в которые могут вступать его атомы.

Теория

 
Умение рассуждать с привлечением конкретных примеров (белков, комплексов) — большой плюс.

1. Водородная связь — зависимость силы от направления. Типы водородной связи, функциональные особенности. Степень насыщения вакансий для образования водородных связей в биомолекулах. Эвристики для автоматической разметки водородных связей: Baker-Hubbard, HBplus, DSSP, Stride, FleXx. Идеи за ними. Как происходит восстановление протонирования в моделях структур?
   
   

2. Вторичная структура, типы, физико-химические свойства. Паттерны водородных связей. Спектроскопия кругового дихроизма. Положение типов на карте Рамачандрана. Закрученность. Принципы работы алгоритмов DSSP и STRIDE. Метаморфы.
   
   

3. Надвторичная структура. Связь надвторичной структуры и эволюции. Структурные мотивы. Домены, способы определения. Структурные домены и их свойства. Алгоритм DOMAK, алгоритм DETECTIVE.
   
   

4. Гидрофобный эффект, гидрофобные ядра, их свойства и функции. Какие остатки/группы могут образовывать гидрофобные ядра. Потенциал гидрофобности — что такое, как вычисляется. Принципы работы алгоритмов выделения гидрофобных ядер
   
   

5. Домены, способы определения. Структурные домены и их свойства. Принципы работы алгоритмов выделения структурных доменов: DOMAK, DETECTIVE. Логика выделения уровней в классификациях CATH и SCOP. Сколько замен могут изменить фолд? Белки с несколькими структурами, свойства, функции.
   
   

6. Поверхность макромолекулы. Типы, применение, способы работы с поверхностями. Доступность остатков растворителю. Принципы построения различных типов поверхностей, вычисления площадей поверхностей, экспонированности и погруженности. Методы Shrake-Rupley, Li-Richards.
   
   

7. Принципы разметки карманов связывания/полостей: методы сеток, проб, альфа-сфер, вокселей. Как можно валидировать метод нахождения полостей?
   
   

8. Соотношение пространства укладок и пространства функций. Взгляды на эволюционное появление специализированных ферментов. Связь эволюционируемости и подвижности. Коэволюция остатков — причины и применение. Как расположены коэволюционирующие остатки в структуре? Различия между структурными и функциональными доменами.
   
   

9. Задачи дизайна — какие есть, какие удается решить, с какими возникают проблемы (почему?). Rosetta — что такое, зачем применяется, какие идеи лежат в основе
   
   

10. Статические и динамические факторы, обуславливающие аффинность и селективность молекулярного распознавания. Модели связывания. Как работает регуляция функционирования биомакромолекул на структурном уровне? Принципы, примеры. Стабильность структуры белка.
    
    

11. Постановка задачи совмещения структур при заданном выравнивании. Меры сходства. Алгоритмы выравнивания, кратко.
    
    

12. Алгоритм CE. Алгоритм PDBeFold(SSM)
    
    

13. Возможности использования структурных данных в машинном обучении. Репрезентации. Предсказание структуры по последовательности. Задачи соревнования CASP. AlphaFold2 и AlphaFold DB. Типичные ошибки AF2. Возможности для применения AF2.