آموزش بیوانفورماتیک؛ شبیه سازی Docking & Mol Dynamics را یاد بگیرید

سرفصل ها و درس ها

ماساژ مهم قبل از شروع دوره Important Massage Before Start of The Course

• ماساژ مهم مربیان Important Massage from Instructors

(اختیاری) ماژول-1 مبانی ساختار پروتئین و روش دریافت آنها (Optional) Module-1 Protein Structure Basics & Way to Get Them

• پروتئین چیست؟ What is Protein?

• تکنیک های تجربی برای تعیین ساختار سه بعدی پروتئین Experimental Techniques to Determine 3D Structure of Protein

• عملی-1: نحوه دانلود ساختار پروتئین از بانک اطلاعات پروتئین Practical-1: How To Download Protein Structure From Protein Databank

• عملی-2: تجسم ساختار سه بعدی پروتئین با استفاده از Pymol Practical-2: Visualization of 3D Structure of Protein Using Pymol

• رفع باقی مانده های از دست رفته در ساختار سه بعدی پروتئین دانلود شده است Fixing the Missing Residues in Protein 3D Structure Downloaded

• عملی-3: رفع مشکل باقیمانده های گمشده با Modeller Practical-3: Fixing Missing Residues Issue With Modeller

• مقدمه ای بر پیش بینی ساختار سه بعدی پروتئین Intro to Protein 3D Structure Prediction

• عملی-4: نحوه پیش بینی ساختار سه بعدی با استفاده از مدلر (هومولوژی) Practical-4: How to Predict 3D Structure Using Modeller (Homology)

• عملی-5: چگونه از I-TASSER برای پیش بینی ساختار سه بعدی استفاده کنیم؟ Practical-5: How to Use I-TASSER for Prediction of 3D Structure?

• عملی-6: معرفی پایگاه داده آلفا فولد و کولب آلفا فولد Practical-6: Introduction of Alpha-Fold Database and Alpha-Fold Colab

• آزمون 1: بررسی دانش ماژول-1 Quiz 1: Knowledge Check of Module-1

• تکلیف 1: رفع باقی مانده اسیدهای آمینه از دست رفته در ساختار پروتئین Assignment-1: Fix the Missing Amino Acids Residues in the Protein Structure

ماژول-2: نظریه شبیه سازی دینامیک مولکولی Module-2: Theory of Molecular Dynamics Simulations

• معرفی پایه شبیه سازی دینامیک مولکولی و مراحل آن Basic Introduction of Molecular Dynamic Simulations and its Steps

• نظریه پایه شبیه سازی دینامیک مولکولی (قسمت 1) Basic Theory of Molecular Dynamics Simulation (Part-1)

• نظریه پایه شبیه سازی دینامیک مولکولی (قسمت 2) Basic Theory of Molecular Dynamics Simulation (Part-2)

• نظریه پایه شبیه سازی دینامیک مولکولی (بخش 3) Basic Theory of Molecular Dynamics Simulation (Part-3)

• نظریه پایه شبیه سازی دینامیک مولکولی (قسمت 4) Basic Theory of Molecular Dynamics Simulation (Part-4)

• چرخه MD (شبیه سازی دینامیک مولکولی). MD (Molecular Dynamics Simulation) Cycle

• مراحل اولیه شبیه سازی دینامیک مولکولی Basic Steps of Molecular Dynamics Simulations

• آماده سازی ساختار پروتئین برای شبیه سازی دینامیک مولکولی Protein Structure Preparation for Molecular Dynamics Simulations

• تهیه فایل توپولوژی شبیه سازی دینامیک مولکولی Preparation of Topology File for Molecular Dynamics Simulations

• حل و یونیزاسیون سیستم Solvation and Ionization of System

• کمینه سازی انرژی (EM) سیستم Energy Minimization (EM) of System

• فاز تعادل و تولید شبیه سازی دینامیک مولکولی Equilibration and Production Phase of Molecular Dynamics Simulation

• آزمون 2: بررسی دانش ماژول 2 Quiz 2: Knowledge Check of Module 2

ماژول 3: سیستم عامل کامپیوتر مورد استفاده برای شبیه سازی دینامیک مولکولی Module 3: Computer Operating System Used for Molecular Dynamics Simulation

• نوع پایه سیستم عامل موجود در بازار Basic Type of Operating System Available in Market

• ویژگی های سیستم عامل لینوکس Features of Linux Operating System

• ترمینال سیستم عامل لینوکس Terminal of Linux Operating System

• برخی از دستورات اولیه برای سیستم عامل لینوکس Some Basic Commands for Linux Operating System

• بعد چه می شود؟ What's Next?

• آزمون 3: بررسی دانش ماژول-3 Quiz 3: Knowledge Check of Module-3

ماژول 4: نمایش شبیه سازی MD پروتئین در آب با GROMACS Module 4: Demonstration of MD Simulation of Protein in Water with GROMACS

• عملی-7 نصب لینوکس در محیط ویندوز Practical-7 Installation of Linux in Windows Environment

• عملی-8 نصب GROMACS Practical-8 Installation of GROMACS

• ماژول های GROMACS مورد استفاده در آموزش دینامیک مولکولی Modules of GROMACS Used in Molecular Dynamics Tutorial

• جریان کار دینامیک مولکولی در GROMACS Work Flow of Molecular Dynamics in GROMACS

• عملی-9 ایجاد پوشه در اوبونتو برای شبیه سازی دینامیک مولکولی Practical-9 Creating Folder in Ubuntu For Molecular Dynamics Simulations

• دستورات برای اجرای شبیه سازی دینامیک مولکولی (برای شما) Commands to Run Molecular Dynamics Simulations (For You)

• عملی-10 پاکسازی ساختار پروتئین برای شبیه سازی دینامیک مولکولی Practical-10 Cleaning Protein Structure For Molecular Dynamics Simulations

• عملی-11 ایجاد فایل توپولوژی در GROMACS Practical-11 Creation of Topology File In GROMACS

• عملی-12 حل مرحله در شبیه سازی دینامیک مولکولی Practical-12 Solvation of Step in Molecular Dynamics Simulation

• عملی-13 مرحله یونیزاسیون در شبیه سازی دینامیک مولکولی Practical-13 Ionization Step in Molecular Dynamics Simulation

• عملی-14 کمینه سازی انرژی (EM) در GROMACS Practical-14 Energy Minimization (EM) in GROMACS

• عملی-15 تعادل فاز اول (قسمت الف) Practical-15 Equilibration Phase-I (Part-A)

• عملی-16 تعادل فاز اول (قسمت B) Practical-16 Equilibration Phase-I (Part-B)

• عملی-17 تعادل فاز دوم (قسمت الف) Practical-17 Equilibration Phase-II (Part-A)

• مرحله دوم تعادل عملی-18 (قسمت B) Practical-18 Equilibration Phase-II (Part-B)

• آشنایی با فایل md.mdp قبل از مرحله نهایی Understanding md.mdp File Before Final Phase

• عملی-19 در حال اجرا شبیه سازی دینامیک مولکولی فاز نهایی Practical-19 Running Molecular Dynamics Simulation Final Phase

• تئوری پایه ای شبیه سازی دینامیک مولکولی تجزیه و تحلیل داده ها Basic Theory of Molecular Dynamics Simulation Data Analysis

• دستورات برای تجزیه و تحلیل داده های شبیه سازی دینامیک مولکولی Commands for Analysis of Molecular Dynamics Simulation Data

• آوردن پروتئین به مرکز قبل از تجزیه و تحلیل داده ها Bringing the Protein in Center Before Data Analysis

• عملی-20 محاسبه RMSD Practical-20 Calculation of RMSD

• عملی-21 محاسبه RMSF Practical-21 Calculation of RMSF

• عملی-22 محاسبه شعاع چرخش (Rg) Practical-22 Calculation of Radius of Gyration (Rg)

• عملی-23 محاسبه تعداد کل پیوندهای هیدروژنی (Hb) Practical-23 Calculation of Total Number of Hydrogen bonds (Hb)

• عملی-24 محاسبه مساحت سطح قابل دسترس حلال (SASA) Practical-24 Calculation of Solvent Accessible Surface Area (SASA)

• عملی-25 باز کردن فایل های XVG در اکسل Practical-25 Opening of XVG Files in Excel

• عملی-25.1: تجسم مسیر MD در Pymol Practical-25.1: Visualization of MD Trajectory in Pymol

• آزمون 4: بررسی دانش ماژول 4 Quiz 4: Knowledge Check of Module 4

ماژول 5: مبانی اتصال مولکولی (تئوری و عملی) Module-5: Fundamentals of Molecular Docking (Theory & Practical)

• معرفی Docking-Part-1 Introduction of Docking-Part-1

• معرفی Docking-Part-2 Introduction of Docking-Part-2

• الگوریتم های نمونه-بخش-1 Sampling Algorithms-Part-1

• الگوریتم های نمونه-بخش-2 Sampling Algorithms-Part-2

• الگوریتم های نمونه گیری - قسمت 3 Sampling Algorithms-Part-3

• الگوریتم های نمونه گیری-قسمت 4 Sampling Algorithms-Part-4

• الگوریتم های امتیازدهی Scoring Algorithms

• انواع داکینگ Types of Docking

• مراحل اولیه در پروتکل Docking Basic Steps in Docking Protocol

• تئوری مراحل اتصال-قسمت 1 Theory of Docking Steps-Part-1

• تئوری مراحل اتصال-قسمت 2 Theory of Docking Steps-Part-2

• عملی-26 نصب MGL Tools، Vina، AutoDock4 و Autogrid Practical-26 Installation of MGL Tools, Vina, AutoDock4 & Autogrid

• عملی-27: نصب ابزار ترسیم لیگاند Practical-27: Installation of Ligand Drawing Tools

• عملی-28 دانلود و آماده سازی ساختار 3 بعدی پروتئین برای داکینگ Practical-28 Downloading and Preparation of Protein 3D Structure for Docking

• مسئله آماده سازی ساختار پروتئین در ابزار MGL Issue With Protein Structure Preparation in MGL Tools

• عملی-29 دانلود ساختار 3 بعدی لیگاند از پایگاه داده ZINC Practical-29 Downloading of Ligand 3D Structure from ZINC Database

• عملی-30 ترسیم ساختار لیگاند در ChemSketch Practical-30 Drawing of Ligand Structure in ChemSketch

• عملی-31 آماده سازی مولکول لیگاند برای اتصال Practical-31 Preparation of Ligand Molecule for Docking

• عملی-32 پیش بینی سایت فعال پروتئین Practical-32 Prediction of Active Site of Protein

• شبکه تنظیم عملی-33 Practical-33 Setting Grid

• گام بسیار مهم؛ مواظب اینجا باشید Very Important Step; Be Careful Here

• عملی-34 (قسمت الف) اجرای داکینگ با وینا Practical-34 (Part-A) Performing Docking with Vina

• عملی-34 (قسمت ب) تجسم داده های اتصال وینا Practical-34 (Part-B) Visualization of Vina Docking Data

• Practical-35 (Part-A) انجام Docking با استفاده از AutoDock4 Practical-35 (Part-A) Performing Docking Using AutoDock4

• عملی-35 (قسمت B) تجسم نتایج Docking AutoDock4 Practical-35 (Part-B) Visualization of AutoDock4 Docking Results

• Practical-33 Preforming Docking with CB Dock Practical-33 Preforming Docking with CB Dock

• عملی-34 تجزیه و تحلیل داده های اتصال Practical-34 Analyzing the Docking Data

• عملی-35: PatchDock; برنامه اتصال مکمل شکل Practical-35: PatchDock; Shape Complementary Docking Program

• آزمون 5: بررسی دانش ماژول 5 Quiz 5: Knowledge Check of Module 5

ماژول-6: شبیه‌سازی دینامیک مولکولی مجتمع متصل به پروتئین-لیگاند Module-6: Molecular Dynamics Simulations of Protein-Ligand Docked Complex

• بزرگترین اشکال پروتکل اتصال معمولی Biggest Drawback of Conventional Docking Protocol

• تفاوت بین شبیه سازی MD ساده در مقابل شبیه سازی پروتئین-لیگاند MD Difference Between Simple MD Simulation Vs Protein-Ligand MD Simulations

• مراحل اولیه شبیه سازی پروتئین لیگاند MD Basic Steps of Protein-Ligand MD Simulations

• عملی-36: قدم اول. تهیه پروتئین و لیگاند Practical-36: Very First Step; Preparation of Protein and Ligand

• عملی-37: فایل های لازم برای شبیه سازی دینامیک مولکولی Practical-37: Necessary Files Needed For Molecular Dynamics Simulations

• دستورات برای اجرای شبیه سازی دینامیک مولکولی لیگاند-پروتئین Commands to Run Ligand-Protein Molecular Dynamics Simulations

• عملی-38: تهیه فایل توپولوژی پروتئین Practical-38: Preparation of Protein Topology File

• عملی-39: تهیه فایل توپولوژی لیگاند Practical-39: Preparation of Ligand Topology File

• عملی-40: ساخت مجتمع Practical-40: Making Complex

• عملی-41: حل، یونیزاسیون و کمینه سازی انرژی مجتمع Practical-41: Solvation, Ionization & Energy Minimization of Complex

• عملی-42: مهار لیگاند Practical-42: Ligand Restrain

• عملی-43: ترموستات Practical-43: Thermostats

• عملی-44: تعادل Practical-44: Equilibration

• عملی-44: فاز تولید Practical-44: Production Phase

• عملی-44: تجزیه و تحلیل Practical-44: Analysis

ماژول-7: غربالگری مجازی مواد مخدر Module-7: Virtual Screening of Drugs

• اهمیت غربالگری مجازی Importance of Virtual Screening

• مقدمه ای بر غربالگری مجازی Introduction to Virtual Screening

• مراحل اساسی غربالگری مجازی Fundamental Steps of Virtual Screening

• دستورات مورد نیاز برای اجرای غربالگری مجازی Commands Needed to Run Virtual Screening

• عملی-46: نصب Open Babel و Auto-Dock Vina در لینوکس (اوبونتو) Practical-46: Installation of Open Babel and Auto-Dock Vina In Linux (Ubuntu)

• عملی-47: تهیه گیرنده پروتئین برای غربالگری مجازی Practical-47: Preparation of Protein Receptor for Virtual Screening

• عملی-48: دانلود هزاران لیگاند در یک کلیک Practical-48: Downloading of Thousands of Ligands in One Click

• عملی-49: آماده سازی لیگاندها برای اتصال Practical-49: Preparation of Ligands for Docking

• عملی-50: تنظیم گرید و نوشتن فایل پیکربندی Practical-50: Setting Grid and Writing of Configuration File

• عملی-51: اتصال لیگاندها با گیرنده ها در وینا Practical-51: Docking of Ligands with Receptors in Vina

• عملی-52: تجزیه و تحلیل Practical-52: Analysis

به روز رسانی های اخیر در زیست شناسی ساختاری برای MD و Docking Recent Updates in Structural Biology For MD and Docking

• به روز رسانی بانک اطلاعات پروتئین Protein Databank Update

• چگونه در Pymol تصاویر با کیفیت انتشار خوب بسازیم؟ How to make Good Publication Quality Images in Pymol?

• تجزیه و تحلیل داده های اتصال با استفاده از LigPlot + Analysis of Docking Data Using LigPlot+