We may earn an affiliate commission when you visit our partners.
Sherif Elsabbagh

This course is about structural bioinformatics and its application in computational drug discovery. You will gain knowledge about importance of protein as drug target, the importance of analyzing its structure, and how this can help in discovering a drug that might fight a certain disease. The course is designed for students and professionals seeking an in-depth understanding of the intricate relationship between structure and function in biological macromolecules.Structural bioinformatics plays a pivotal role in unraveling the complexities of biomolecular systems, bridging the gap between experimental data and computational analysis. Throughout this course, participants will delve into the principles and techniques used to study and model the three-dimensional structures of proteins. Topics covered include molecular visualization, structural databases, homology modeling, molecular docking and virtual screening, molecular dynamics simulations, and protein-ligand interactions.Gain hands-on experience with state-of-the-art computational tools and software used in structural bioinformatics analysis.Understand the principles governing protein-ligand binding and explore methods for predicting and analyzing these interactions.Navigate through major structural databases to retrieve and analyze experimentally determined structures.Uncover the dynamic nature of biomolecules through molecular dynamics simulations. Grasp the principles of conformational changes and their implications in understanding biological mechanisms.Embark on a transformative journey into the world of structural bioinformatics and gain the skills to unravel the secrets hidden within the molecular architecture of life. Explore real-world applications by dissecting case studies in drug discovery and development. Understand how structural bioinformatics accelerates the identification of drug targets and the design of novel therapeutics.

Enroll now

What's inside

Learning objectives

  • Gain knowledge about structural bioinformatics
  • Learn about protein structure, function and its relevance in drug discovery
  • Get familiar with computer aided drug design
  • Apply what you learn through practical cases

Syllabus

Visualize your protein_Part 2
Introduction
Course Preview

Learn what is structural bioinformatics. Get familiar with its applications and the reasons for studying protein 3D structure.

Read more

Get to know definition of drug target, its properties and concept of druggability. Learn the role of structural bioinformatics in drug discovery process.

Introduction about protein versatility in structure and function. Learn about the protein building block, the 20 different amino acids and the levels of protein structure.

Setup the work envrionment
One word before we proceed . Your opinion is important.
It is all about TARGET

Outline of the steps that would be covered in the course.

Start thinking about your project and which approach you would follow.

Choose your target
Retrieve your target structure_Part 1
Retrieve your target structure_Part 2
Share your project idea and target structure.
- Appreciate importance of protein structure visualization and how to do it using visualization software.
Visualize your protein_Part 1
Visualize your protein_Part 3
Practical Case Study: COX inhibitors
Share your figures
Protein Structure Prediction
Protein Folding Problem
HOMOLOGY MODELING ... Why ?
Build your model with SWISSMODEL
Try MODELLER
Sequence alignment
Structural alignment
FOLD Recognition... When ?
Fold recognition practical_Part 1
Fold recognition practical_Part 2
(Optional) More about TM-score and RMSD
Ab initio modeling..How and when ?
Ab initio model your protein
Protein folding problem solved ?
Wait.. you have to validate your model quality
Refine your model.. Then Re-validate
Optional: Rosetta Abinitio_Part1
Optional: Rosetta Abinitio_Part2
Optional: Learn through reading
Show your models
Virtual Screening 1: Let us form a compounds library
Important for this section
How to collect compounds library ?
Collect compounds from databases_Part1
Collect compounds from databases_Part2
May be ligand pharmacophores can help
Practical: Pharmacophore-based virtual screening
Don't forget to look into ADME-T
Wait !! Do you need to evaluate the ADMET properties now ?
Final look at your compounds before proceeding
Virtual Screening 2: Molecular Docking
Molecular Docking... Good or bad ?!
Docking validation... Important !!!
First...Preprocess your protein !!
Preprocess your protein ...Practical
Preprocess your protein... Practical 2
Validate your docking procedure (Practical)
Tell us about the molecular docking validation results
Preprocess your compounds. (Practical)
End of section: Summary.
Virtual Screening 3: Running virtual screening
Perform virtual screening.
Another scenario.. Blind docking and active site prediction
Analyse Docking results
Molecular docking rescoring
Docking rescoring_2
Protein-Ligand interaction analysis
Interaction analysis_1
Interaction analysis_2
Generate Protein-Ligand Interaction Figure
Sorry... We forgot to render image !!
Discuss your protein ligand interaction step.
ADME Analysis_1
ADME Analysis_2
Do not forget the letter T
Let us summarize what we acheived
Summarize your results here

Good to know

Know what's good
, what to watch for
, and possible dealbreakers
Explores molecular docking and virtual screening, which are essential techniques in modern drug discovery and development pipelines
Provides hands-on experience with computational tools and software, which are used in structural bioinformatics analysis and research
Examines protein-ligand interactions, which are crucial for understanding drug binding and designing effective therapeutics
Requires learners to download and install software, which may require specific operating systems or hardware configurations
Covers homology modeling, which is a widely used technique for predicting protein structures based on sequence similarity

Save this course

Save Structural Bioinformatics to your list so you can find it easily later:
Save

Activities

Be better prepared before your course. Deepen your understanding during and after it. Supplement your coursework and achieve mastery of the topics covered in Structural Bioinformatics with these activities:
تجميع قائمة بأدوات وبرامج المعلوماتية الحيوية الهيكلية
تجميع قائمة شاملة بأدوات وبرامج المعلوماتية الحيوية الهيكلية لإنشاء مورد مرجعي.
Show steps
  • ابحث عن أدوات وبرامج المعلوماتية الحيوية الهيكلية المختلفة.
  • قم بتصنيف الأدوات والبرامج حسب الوظيفة (مثل التصور، والنمذجة، والإرساء).
  • قم بتضمين وصف موجز لكل أداة أو برنامج.
مراجعة كتاب: 'المدخل إلى المعلوماتية الحيوية الهيكلية'
يوفر قراءة هذا الكتاب أساسًا قويًا في المفاهيم الأساسية للمعلوماتية الحيوية الهيكلية، مما يكمل المواد الدراسية.
View Melania on Amazon
Show steps
  • اقرأ الفصول المتعلقة ببنية البروتين وقواعد البيانات الهيكلية وتصميم الأدوية.
  • دوّن ملاحظات حول المفاهيم الأساسية والتقنيات.
  • أجب عن أسئلة المراجعة في نهاية كل فصل.
تدرب على الإرساء الجزيئي باستخدام برامج مختلفة
تحسين مهارات الإرساء الجزيئي من خلال التدرب على برامج مختلفة مثل AutoDock Vina و GOLD.
Show steps
  • قم بتنزيل وتثبيت برامج الإرساء الجزيئي.
  • اختر بروتينًا ورابطًا للتدرب على الإرساء.
  • قم بتشغيل الإرساء الجزيئي وتحليل النتائج.
  • قارن النتائج من برامج مختلفة.
Three other activities
Expand to see all activities and additional details
Show all six activities
إنشاء عرض تقديمي حول تفاعلات البروتين-الرابط
تعزيز فهم تفاعلات البروتين-الرابط من خلال إنشاء عرض تقديمي يوضح المبادئ الأساسية وتطبيقاتها في اكتشاف الأدوية.
Show steps
  • ابحث عن تفاعلات البروتين-الرابط وأنواعها المختلفة.
  • قم بإعداد شرائح العرض التقديمي مع الرسوم البيانية والتفسيرات.
  • تدرب على العرض التقديمي لضمان الوضوح والإيجاز.
مشروع: التنبؤ ببنية البروتين باستخدام النمذجة المتماثلة
تطبيق المعرفة المكتسبة في الدورة التدريبية من خلال التنبؤ ببنية بروتين معين باستخدام تقنيات النمذجة المتماثلة.
Show steps
  • اختر بروتينًا مستهدفًا له تسلسل معروف ولكن بنية غير معروفة.
  • ابحث عن قوالب هيكلية مماثلة في قواعد البيانات مثل PDB.
  • قم بمحاذاة تسلسل الهدف مع القوالب المختارة.
  • قم ببناء نموذج ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج النمذجة المتماثلة.
  • قم بتقييم وتحسين جودة النموذج.
مراجعة كتاب: 'اكتشاف الأدوية المعتمد على البنية'
يوفر قراءة هذا الكتاب فهمًا أعمق لعملية اكتشاف الأدوية المعتمدة على البنية، مما يكمل المواد الدراسية.
View Melania on Amazon
Show steps
  • اقرأ الفصول المتعلقة بالإرساء الجزيئي والمسح الظاهري وتحسين الرصاص.
  • دوّن ملاحظات حول المفاهيم الأساسية والتقنيات.
  • أجب عن أسئلة المراجعة في نهاية كل فصل.

Career center

Learners who complete Structural Bioinformatics will develop knowledge and skills that may be useful to these careers:
عالم البروتينات
يدرس علماء البروتينات بنية ووظيفة البروتينات، وهي الجزيئات العاملة الرئيسية في الخلايا الحية. إنهم يستخدمون مجموعة متنوعة من التقنيات البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية لدراسة البروتينات على المستوى الذري وتحديد كيفية قيامها بوظائفها. بالنسبة لعلماء البروتينات، توفر هذه الدورة أساسًا متينًا في المبادئ والتقنيات المستخدمة لدراسة وتشكيل الهياكل ثلاثية الأبعاد للبروتينات. كما أنها تساعد في الحصول على خبرة عملية في استخدام الأدوات والبرامج الحسابية المتطورة المستخدمة في تحليل المعلوماتية الحيوية الهيكلية.
مصمم أدوية حسابي
يعمل مصممو الأدوية الحاسوبيون على تسريع اكتشاف الأدوية من خلال استخدام أساليب حسابية لنمذجة وتصميم المرشحين المحتملين للأدوية. تساعد هذه الأساليب على تقليل الوقت والتكلفة المرتبطة تقليديًا بتطوير الأدوية. تساعد هذه الدورة مصمم الأدوية الحاسوبي في التنبؤ ببنية البروتين، والفحص الافتراضي للجزيئات الصغيرة، وتحليل تفاعلات البروتين مع الربيطة. يكتسب الطلاب خبرة عملية في استخدام الأدوات والبرامج الحسابية المتطورة، مما يمكنهم من المساهمة بشكل فعال في عملية اكتشاف الأدوية.
أخصائي المعلوماتية الحيوية
يقوم متخصصو المعلوماتية الحيوية بتطوير وتنفيذ طرق حسابية لتحليل البيانات البيولوجية، بما في ذلك البيانات الجينومية والبروتيومية والتركيبية. إنهم يعملون بشكل وثيق مع علماء الأحياء لتحديد الأهداف الدوائية المحتملة وتطوير علاجات شخصية للأمراض. بالنسبة لأخصائيي المعلوماتية الحيوية، تعد هذه الدورة مفيدة في اكتساب خبرة عملية مع الأدوات والبرامج الحسابية المتطورة المستخدمة في تحليل المعلوماتية الحيوية الهيكلية. إنهم يتعلمون كيفية التنقل عبر قواعد البيانات الهيكلية الرئيسية لاسترداد وتحليل الهياكل المحددة تجريبيًا.
عالم الأحياء الحسابي
يستخدم علماء الأحياء الحسابيون مناهج رياضية وحسابية لنمذجة وتحليل الأنظمة البيولوجية. إنهم يعملون بشكل وثيق مع علماء الأحياء التجريبيين لتطوير نماذج تتنبأ بسلوك الأنظمة البيولوجية وتحديد الأهداف الجديدة للبحث. من خلال هذه الدورة، يمكن لعلماء الأحياء الحسابيين اكتساب خبرة عملية في استخدام الأدوات والبرامج الحسابية المتطورة المستخدمة في تحليل المعلوماتية الحيوية الهيكلية. كما أنها تساعد في فهم المبادئ التي تحكم ربط البروتين بالربيطة واستكشاف طرق التنبؤ بهذه التفاعلات وتحليلها.
عالم بيولوجيا هيكلية
يساهم عالم الأحياء الهيكلي في فهم العلاقات المعقدة بين بنية الجزيئات الحيوية ووظائفها. هذا المجال متعدد التخصصات يجمع بين علم الأحياء والكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية وعلوم الكمبيوتر لكشف الأسرار المخفية داخل الهندسة المعمارية الجزيئية للحياة. من خلال الاستفادة من المعرفة المكتسبة من هذه الدورة، يمكن لعالم الأحياء الهيكلي أن يتقن تصور البروتين، والتنبؤ بالبنية، والفحص الافتراضي، وتحليل تفاعل البروتين مع الربيطة. تزود هذه الدورة الراغبين في هذا المجال بالأدوات الحسابية المتطورة وتعمق فهم دواخل الطيات البروتينية.
عالم تصميم الأدوية
يستخدم علماء تصميم الأدوية مبادئ الكيمياء والبيولوجيا لابتكار وتطوير مركبات علاجية جديدة. غالبًا ما يتعاونون مع فرق متعددة التخصصات لتحسين خصائص الأدوية وتحديد الفعالية المحتملة للأدوية. سيجد عالم تصميم الأدوية أن هذه الدورة تساعد في تطوير فهم متعمق للعلاقة المعقدة بين بنية ووظيفة الجزيئات الكبيرة البيولوجية. تتيح دراسات الحالة التفصيلية في اكتشاف الأدوية وتطويرها لعلماء تصميم الأدوية لتسريع التعرف على الأهداف الدوائية وتصميم علاجات جديدة.
عالم اكتشاف الأدوية
يقود علماء اكتشاف الأدوية جهود تحديد وتقييم المرشحين المحتملين للأدوية. إنهم يستخدمون مجموعة متنوعة من الأساليب التجريبية والحسابية لرؤية رؤى جديدة حول الآليات البيولوجية وتطوير علاجات جديدة للأمراض. تساعد هذه الدورة عالم اكتشاف الأدوية على فهم العلاقة المعقدة بين التركيب والوظيفة في الجزيئات الكبيرة البيولوجية. من خلال دراسة دراسات حالة في اكتشاف الأدوية وتطويرها، يمكن لعلماء اكتشاف الأدوية تطبيق ما تعلموه لتسريع تحديد الأهداف الدوائية وتصميم علاجات جديدة.
كيميائي طبي
يعمل الكيميائيون الطبيون على تصميم وتخليق وتقييم الأدوية المحتملة. إنهم يستخدمون معرفتهم بالكيمياء والبيولوجيا لتحسين خصائص الأدوية وتحديد الفعالية المحتملة للأدوية. تلعب المعلوماتية الحيوية الهيكلية دورًا حاسمًا في الكيمياء الطبية من خلال توفير رؤى حول الأهداف الدوائية وتفاعلات الربيطة بالبروتين. يجب على الكيميائيين الطبيين أصحاب الخبرة في هذا المجال البحث عن التوظيف في شركات الأدوية ومؤسسات البحوث الحكومية والأوساط الأكاديمية. يمكن للكيميائي الطبي اكتساب الخبرة العملية القيمة في استخدام الأدوات والبرامج الحسابية المتطورة التي يشملها هذا المجال، وبالتالي تقديم مساهمات قيمة في مشاريع اكتشاف الأدوية.
كيميائي معلوماتي
يعمل الكيميائيون المعلوماتيون على تقاطع الكيمياء وعلوم الكمبيوتر، ويطبقون مناهج حسابية ومعلوماتية لحل المشكلات الكيميائية. غالبًا ما يشاركون في تصميم الأدوية واكتشافها، وتطوير المواد، وتحليل البيانات الكيميائية. بالنسبة للكيميائي المعلوماتي، تساعد هذه الدورة في اكتساب المعرفة الأساسية حول أهمية البروتينات كهدف دوائي وأهمية تحليل هيكلها. تساعد هذه الدورة الكيميائيين المعلوماتيين على فهم مبادئ الإرساء الجزيئي والفحص الافتراضي.
أخصائي تصميم الأدوية
يستخدم أخصائيو تصميم الأدوية مبادئ الكيمياء والبيولوجيا والكيمياء الدوائية لتصميم وتطوير الأدوية الجديدة. إنهم يعملون مع فرق متعددة التخصصات لتحديد الأهداف الدوائية المحتملة، وفحص المركبات الكيميائية للعثور على الأدوية الرائدة المحتملة، وتحسين خصائص الأدوية وتحسينها ليتمكنوا من إحضارها إلى السوق. يكتسب أخصائيو تصميم الأدوية المعرفة حول تصور البروتين وبناء النماذج المتجانسة والإرساء الجزيئي والفحص الافتراضي، مما يتيح لهم المساهمة بفعالية في مشاريع اكتشاف الأدوية.
مطور برمجيات المعلوماتية الحيوية
يقوم مطورو برامج المعلوماتية الحيوية بإنشاء الأدوات والبرامج الحسابية المستخدمة في تحليل البيانات البيولوجية وتفسيرها. إنهم يعملون بشكل وثيق مع علماء الأحياء لإنشاء حلول برمجية مخصصة تلبي احتياجاتهم البحثية الخاصة. يمكن لمطوري برامج المعلوماتية الحيوية المشاركة في مشاريع واسعة النطاق، مثل تطوير الخوارزميات للوصول إلى المعلومات ذات الصلة من قواعد البيانات أو إجراء فحوصات الجودة. هذه الدورة مفيدة لأن مطوري برامج المعلوماتية الحيوية يكتسبون فهمًا لمفاهيم المعلوماتية الحيوية الهيكلية، مثل تصور البروتين والتنبؤ بالهيكل والتحقق من صحة النموذج.
عالم بيولوجيا الأنظمة
يدرس علماء بيولوجيا الأنظمة التفاعلات المعقدة بين المكونات البيولوجية داخل الأنظمة الحية. إنهم يستخدمون مناهج حسابية ونمذجة لفهم سلوك هذه الأنظمة وتوقع كيفية استجابتها للتغيرات في البيئة. بالنسبة لعلماء بيولوجيا الأنظمة، تساعد هذه الدورة في الحصول على فهم متعمق للعلاقة المعقدة بين بنية ووظيفة الجزيئات الكبيرة البيولوجية. إنهم يتعلمون حول الطبيعة الديناميكية للجزيئات الحيوية من خلال عمليات المحاكاة الديناميكية الجزيئية وفهم مبادئ التغيرات المطابقة.
باحث سريري
يقوم الباحثون السريريون بإجراء الدراسات السريرية لتقييم سلامة وفعالية العلاجات الطبية الجديدة. إنهم يعملون بشكل وثيق مع الأطباء والمرضى لجمع وتحليل البيانات وتحديد ما إذا كان العلاج الجديد آمنًا وفعالًا. قد يكون هذا المساق مساعدة للباحثين السريريين في اكتساب فهم متعمق للعلاقة المعقدة بين بنية ووظيفة الجزيئات الكبيرة البيولوجية. ومن خلال دراسة دراسات الحالة في اكتشاف الأدوية وتطويرها، يمكن للباحثين السريريين تطبيق ما تعلموه لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن تطوير العلاجات الجديدة.
فني مختبر البحوث
يقدم فنيو مختبر الأبحاث دعمًا أساسيًا للباحثين في مجموعة متنوعة من الإعدادات العلمية. إنهم يساعدون في إجراء التجارب وتحليل البيانات وصيانة المعدات المعملية. تعد هذه الدورة مفيدة لفنيي مختبرات الأبحاث الذين يرغبون في الحصول على فهم أفضل للمبادئ والتقنيات المستخدمة في تحليل المعلوماتية الحيوية الهيكلية. تعد هذه الدورة مفيدة في أنها تمكنهم من المساعدة بشكل أكثر فعالية في مشاريع البحث التي تتضمن دراسة بنية ووظيفة الجزيئات الكبيرة البيولوجية.
عالم الأحياء الجزيئية
يدرس علماء الأحياء الجزيئية الهياكل والوظائف البيولوجية على المستوى الجزيئي. ويتضمن ذلك دراسة التفاعلات بين الحمض النووي الريبوزي المنزوع الأكسجين والحمض النووي الريبوزي والبروتينات والمسارات البيوكيميائية. يستخدم علماء الأحياء الجزيئية هذه المعرفة لتطوير علاجات جديدة للأمراض، وتحسين المحاصيل الزراعية، وحل المشاكل البيئية. يمكن لعلماء الأحياء الجزيئية اكتساب المعرفة الأساسية حول أهمية البروتينات كهدف دوائي وأهمية تحليل هيكلها.

Reading list

We've selected one books that we think will supplement your learning. Use these to develop background knowledge, enrich your coursework, and gain a deeper understanding of the topics covered in Structural Bioinformatics.
يوفر هذا الكتاب مقدمة شاملة للمعلوماتية الحيوية الهيكلية، ويغطي المفاهيم الأساسية والخوارزميات والأدوات المستخدمة في هذا المجال. إنه مفيد بشكل خاص لفهم قواعد البيانات الهيكلية، وتنبؤ بنية البروتين، وتصميم الأدوية. يعتبر هذا الكتاب مرجعًا قيمًا للطلاب والباحثين على حد سواء، حيث يقدم نظرة عامة متعمقة على هذا المجال.

Share

Help others find this course page by sharing it with your friends and followers:

Similar courses

Similar courses are unavailable at this time. Please try again later.
Our mission

OpenCourser helps millions of learners each year. People visit us to learn workspace skills, ace their exams, and nurture their curiosity.

Our extensive catalog contains over 50,000 courses and twice as many books. Browse by search, by topic, or even by career interests. We'll match you to the right resources quickly.

Find this site helpful? Tell a friend about us.

Affiliate disclosure

We're supported by our community of learners. When you purchase or subscribe to courses and programs or purchase books, we may earn a commission from our partners.

Your purchases help us maintain our catalog and keep our servers humming without ads.

Thank you for supporting OpenCourser.

© 2016 - 2025 OpenCourser