Behörighetskrav

120 hp inom civilingenjörsprogrammet i molekylär bioteknik inklusive Linjär algebra och geometri I, Elektromagnetism och vågrörelselära samt Bioinformatisk strukturbiologi.

Mål

Kursen ger en introduktion till metoder för strukturbestämning av biologiska makromolekyler med särskilt fokus på diffraktionsbaserade metoder.

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

• redogöra för grundläggande Fourier-optikteori och dess tillämpning för strukturbestämning av biologiska makromolekyler
• redogöra för grundläggande begrepp inom röntgenkristallografisk teori
• redogöra för grundläggande metoder som används inom makromolekylär kristallografi
• bygga modeller av makromolekyler med hjälp av elektrontäthetskartor och analysera sådana modellers möjliga fel med hjälp av olika valideringsmetoder
• kritiskt granska och utvärdera strukturer lösta med röntgenkristallografi
• redogöra för förutsättningar och begränsningar för olika strukturbestämningsmetoder och för vilken information de olika metoderna ger.

Innehåll

Grunder

Den här kursdelen täcker grundläggande koncept och teori inom diffraktions- (m.a.p. både röntgen- och elektrondiffraktion) och Fourieroptik och ger en grund för att förstå flera av de viktigaste strukturbiologiska strukturbestämningsmetoderna (röntgendiffraktion, (kryo)-elektronmikroskopi). Koncepten och teorin utvecklas och tillämpas i senare delar av kursen.

Röntgenkristallografi

Här utvecklas teorin for röntgenkristallografi och dess tillämpning inom moderna metoder för strukturbestämning av biologiska makromolekyler. Insamling och bearbetning av data från synkrotronbaserade röntgenljuskällor, experimentell fasvinkelbestämning, tolkning av elektrontäthetskartor, och modellering, förfining och validering av strukturmodeller kommer att behandlas. Studenterna får här även praktisk erfarenhet av samtliga väsentliga steg i en strukturbestämning. Kursdelen ger studenterna den kunskap och erfarenhet som behövs för att kritiskt granska och utvärdera strukturer lösta med röntgenkristallografi.

Andra metoder: Kryo-EM, XFEL single particle imaging, SAXS, NMR

Fokus kommer att ligga på kryo-elektronmikroskopi som på senare år utvecklats starkt och snabbt är på väg att bli ett attraktivt alternativ till röntgenkristallografi för strukturbestämning av större (>250 kDa) biologiska makromolekyler, men även XFEL single particle imaging, SAXS och NMR kommer att introduceras.

Undervisning

Föreläsningar, litteraturseminarier, laborationer och datorövningar. Deltagande i seminarier, laborationer och datorövningar är obligatorisk.

Examination

Skriftligt prov (6 hp). Seminarier, övningar och laborationer (4 hp).