Kurset præsenterer termodynamiske og kinetiske principper og begreber, som er almindeligt anvendte inden for proteinvidenskab. Vi vil introducere den teoretiske ramme for dette felt og fokusere især på praktiske færdigheder til kvantitative analyser af biokemiske og biofysiske processer. Kurset vil sætte den studerende i stand til formelt at beskrive hastigheden og styrken af ligandbinding til proteiner, samt energien ved proteinfoldning og -stabilitet. Andre eksempler omfatter analysen af proteinaggregering og faseadskillelsesassays, interaktionen af proteiner med lipider og nukleinsyrer.
Vi vil ofte bruge eksperimentelle datasæt fra litteraturen eller vores egne laboratorier til at træne principper for analyse og evaluere forskellige teoretiske tilgange. Hele analysen vil blive udført med Python. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Analysere hastigheden og styrken af ligandbinding fra data opnået med en række forskellige eksperimentelle metoder.
• Identificere spontane og ikke-spontane biokemiske processer.
• Vurdere termodynamisk og kinetisk stabilitet af proteinkonformationer.
• Vurdere entalpiske og entropiske bidrag til drivkraften for foldning og binding.
• Diskuter intermolekylære kræfter, der driver proteininteraktioner.
• Beskrive diffusion og quantificere diffusionshastigheder.
• Modellere enzymreaktioner med flere intermediater og identificere hastighedsbestemmende trin.
• Beskrive energilandskaber til katalyse og foldning (inklusive virkningerne af mutationer).
• Analysere kinetiske data for proteinaggregation.
• Forstå det grundlæggende i statistisk termodynamik anvendt på proteinfoldning og interaktioner.
• Analyse af termodynamikken i væske-væskefaseseparation af proteiner.
• Udfør lineær og ikke-lineær tilpasning af eksperimentelle datasæt.

Indholdet vil dække både kinetiske aspekter (enzymer, aggregering) samt termodynamik (ligandbinding, proteinfoldning, protein-protein interaktioner, faseadskillelse) af proteinreaktioner. Nogle aspekter, såsom proteinfoldning, vil delvist blive diskuteret ved hjælp af legetøjsmodeller, men overordnet vil vægten være på analyse af data fra litteraturen eller vores egne forskningsprojekter. Eleverne vil blive udstyret med et meget stort værktøjssæt til kvantitativt at analysere stort set enhver relevant type interaktion, som proteiner kan gennemgå, både fra et kinetisk og termodynamisk synspunkt. Et kompendium og andre relevante tekster vil være tilgængelig på DTU Learn, som indeholder material fra:
- Klostermeyer et al., Biophysical Chemistry
- Dill et al., Molecular Driving Forces
- Philips et al., Physical Biology of the Cell
- Bahar et al., Protein actions – Principles and modeling
- Barrick – Biomolecular thermodynamics
- etc. 04. maj, 2023