Bioinformatica en Modelering

Vakinformatie

Derde bachelor biochemie. Gedoceerd door Prof. Marc de Maeyer. Examen mondeling, oefeningen vooraf geëvalueerd via verslagen. In totaal 7 examenvragen, waarvan de eerste twee beide op 5 punten staan en de eerste mondeling besproken moet worden. De rest bestaat uit kleinere vragen van elk 2 punten. Je krijgt altijd (bij het mondeling gedeelte) een vraag waarbij je voor 3 aminozuren, de structuur, drieletter- en éénlettercode moet geven. 30% van de punten staat op de verslagen van de oefenzittingen.

Examenvragen

6 juni 2016 (VM)

1. (mondeling)Het berekenen van een krachtveld kan veel pc-tijd innemen omwille van de vele interacties die moeten worden beschouwd, welke termen in de vgl van het ff hangen het meest af van het aantal atomen (en hoe?) hoe wordt de pc tijd onder controle gehouden.
2. je krijgt van een collega een model, hoe evalueer je de kwaliteit?
3. Wat is het meest belangrijke gegeven dat je nodig hebt wanneer je een katalytisch centrum wil inbouwen door gerichte mutaties?
4. Is de DEE methode een minimisatiemethode of niet? Waarom wel/niet?
5. Bespreek de wiskundige vergelijking die de interactie van de waterstofbruggen weergeeft.
6. Wat is het essentiële verschil tussen de steepest descent minimisatie en de conjugated gradient minimisatie.
7. Wat is het verschil tussen een Force Field en een Scoringsfunctie?

extra) tijdens mondeling krijgt ge nog een papier met drie AZ op (lange naam). Ge moet de 1lettercode en 3 lettercode geven en het peptide tekenen. Daarna hoe ge één van de AZ getekend hebt (cis of trans -> kijken naar omega hoek)

24 juni 2015

1. Bespreek de verschillende dihedrale hoeken die een proteïne kenmerken. Wat kun je hieruit besluiten? Geef mogelijke toepassingen waarbij deze hoeken gebruikt worden.
2. Bespreek minimaal 3 veel voorkomende 3-dimensionale organisaties in eiwitstructuren en geef eventuele uitzonderingen hierop.
3. Hoe kan men de 3D-structuur van loops voorspellen?
4. Waarom heeft een alfa-helix een dipoolmoment?
5. Hoe kun je de locatie van een beta-plaat bepalen zonder de 3D-structuur te kennen?
6. Hoe bekomt of bepaalt men de 'angle bending' parameters?
7. Bespreek het onderliggende principe van de steepest descent minimisatiemethode.

6 juni 2014 (nm)

1. (mondeling)De waterstofbrug is een belangrijke energie die kan gebruikt worden bij de ontwikkeling van biologische actieve stoffen. Bespreek de eigenschappen. Bespreek ook hoe we deze via berekeningen kunnen kwantificeren.
2. (mondeling) Teken een tripeptide van volgende drie aminozuren: X,Y,Z (verschilt per persoon). Geef ook de drie-letter en de één-letter code. Bijvraag: Staan deze trans of cis?
3. Hoe kan je de 3D structuur voorspellen van een eiwit sequentie die weinig sequentie homologie vertoont in vergelijking met gekende 3D structuren?
4. Wat is een "nulde-orde" minimisatie methode? Verklaar m.b.v. voorbeelden.
5. Bespreek hoe je een goede inschatting van de diëlektrische constanten kon maken bij de berekening van de potentiële energie in een chemische structuur.
6. Wat heb je nodig om een Force Field (FF) te kunnen definiëren?
7. Wat is de 'Molecular Surface' en hoe bereken je deze?
8. Hoe kan je de locatie van een alfa-helix in een eiwit bepalen zonder de 3D structuur te kennen?

6 juni 2014 (vm)

1. (mondeling)Het berekenen van een krachtveld kan veel pc-tijd innemen omwille van de vele interacties die moeten worden beschouwd, welke termen in de vgl van het ff hangen het meest af van het aantal atomen (en hoe?) hoe wordt de pc tijd onder controle gehouden.
2. Je krijgt van een collega student een model. Hoe kan je en ga je na of dit een goed model is voor de 3D structuur van je echt eiwit?
3. Bespreek de wiskundige vergelijking die de interactie van de waterstofbruggen weergeeft.
4. Wat is het verschil tussen een Force Field en een Scoringsfunctie?
5. Wat is het essentiële verschil tussen de steepest descent minimisatie en de conjugated gradient minimisatie.
6. Wat is het meest belangrijke gegeven dat je nodig hebt wanneer je een katalytisch centrum wil inbouwen door gerichte mutaties?
7. Is de DEE methode een minimisatiemethode of niet? Waarom wel/niet?

17 juni 2013

1. (mondeling) Hoe kun je een proteïne thermostabiliseren door mutaties in te voeren? Wat bereken je hiervoor?
2. Fragment uit een pdb-file: 11 kolommen benoemen + uitleggen; en identificeren wat de bron was
3. Rotameerconcept + toepassingen
4. Ramachandramplot: tekenen + functie + gebruik en toepassingen.

12 juni 2013

1. (mondeling) 3 aminozuren + bijvragen over de hoeken: aanduiden op de getekende structuur
2. (mondeling) je krijgt van een collega een model, hoe evalueer je de kwaliteit?
3. welke termen zorgen voor veel rekenwerk in je krachtveldmethode, waarom en hoe kan je dat rekenwerk toch beperken
4. bespreek de elektrostatische term
5. je hebt een fold en je wil de beste sequentie hiervoor, wat moet je doen?

10 juni 2013 (nm)

1. (mondeling) Hoe kunnen we het oppervlak van een molecule karakteriseren. Wat kunnen we hiermee doen?
2. Hoe kan je een 3D model van een sequentie maken wanneer er weinig homologie is.
3. Wat zijn de eigenschappen van de H-brug en hoe wordt de energie ervan gekwantiseerd?
4. Welke gegevens heb je nodig wanneer je een katalytisch centrum wil inbouwen door gerichte mutaties?

10 juni 2013 (vm)

1. (mondeling)Het berekenen van een krachtveld kan veel pc-tijd innemen omwille van de vele interacties die moeten worden beschouwd, welke termen in de vgl van het ff hangen het meest af van het aantal atomen (en hoe?) hoe wordt de pc tijd onder controle gehouden.
2. Je krijg van een collega student een model. Hoe kan je en ga je na of dit een goed model is voor de 3D structuur van je echt eiwit?
3. bespreek de elektrostatische interacties van een krachtveld, de methoden om deze te bereken en voor- en nadelen.
4. Hoe kan je de optimale sequentie bepalen uit een gegeven vouwing?

11 juni 2012 (nm)

1. (mondeling) Hoe kunnen we het oppervlak van een molecule karakteriseren. Wat kunnen we hiermee doen?
2. Hoe kan je de 3D structuur voorspellen van een eiwit sequentie die weinig sequentie homologie toont in vergelijking met gekende 3D structuren?
3. Wat is het rotameer concept en waarvoor kunnen we dit gebruiken?

20 juni 2011 (nm)

1. Hoe kan je een proteïne thermostabiliseren?
2. Bespreek de onderstaande PDB file (een stukje met ATOMS en dan moest je alle kolommen benoemen)
3. Bespreek het rotameerconcept, waar kan je dit op toepassen?
4. Kaartje: arginine, threonine en tryptofaan

10 juni 2011 (vm)

1. Voor energie van eiwit maken we gebruik van krachtvelden. Welke termen (en hoe? => formules !) zijn gevoelig voor het aantal atomen? Welke stappen kunnen we ondernemen om het rekenwerk toch onder -controle te houden?
2. Je krijg van een collega student een model. Hoe kan je en ga je na of dit een goed model is voor de 3D structuur van je echt eiwit?
3. Je slaagt er in het labo in om een proteïne op te zuiveren. Je stuurt je proteïne naar een bevriend labo om het te laten kristalliseren. Maar je vraagt al reeds de ruwe coördinaten op van haar proteïne. Er waren ook nog geen kwantummechanische gegevens verkrijgbaar, dus nog geen elektronendensiteiten om de coördinaten juist in te situeren. Welke methode moet je gebruiken om de energie van haar proteïne te minimaliseren. + leg uit hoe de methode werkt.
4. Kaartje: arginine, histidine en aspargine

7 juni 2010 (nm)

1. bouw zoutbrug in, thermostabiliteit blijft gelijk. Waarom? ( + formules )
2. bespreek alles van alpha-helix
3. bespreek belangrijkste stappen homologie modellering
4. kaartje : tryptofaan, isoleucine, asparagine, methionine ( structuur, 1-lettercode en 3-lettercode )

7 juni 2010 (vm)

1. hoe kan je een proteïne thermostabiliseren?
2. bespreek de onderstaande PDB file (een stukje met ATOMS en dan moest je alle kolommen benoemen)
3. energieminimalisatie van een organisch molecule, welke methodes zou je gebruiken en bespreek.

-aminozuren: tryptofaan, histidine, glutamine en proline

15 juni 2009

1. hoe kan je het oppervlak van een molecule karakteriseren?
2. bespreek de onderstaande PDB file (een stukje met ATOMS en dan moest je alle kolommen benoemen)
3. bespreek het rotameer concept, waar kan je dit op toepassen?

-Bijvraagje: welke residu's komen het meest voor in B-strands?

15 juni 2009

1. Om een de energie van een proteïne te bepalen moeten we een krachtveld toepassen. Wanneer we echter proteïnes hebben met veel atomen zal er meer rekenwerk zijn dan bij proteines met minder atomen. Welke termen zijn vooral (en hoe) afhankelijk van het aantal atomen? Waarom is dit zo en wat kunnen we doen het rekenwerk toch vlugger te laten gaan? (Mondeling)
2. Bijvraagje mondeling: bespreek in 2 zinnen verschil tussen PAM en BLOSUM
3. Kaartje 3 AZ

Schriftelijk:

1. Bespreek en geef eigenschappen van de alfa-helix als dipool.
2. Je hebt je proteïne naar een bevriend labo gestuurd om te kristaliseren... enz. Welke minimisatietechniek gebruikje en bespreek deze.

8 juni 2009

1. bouw zoutbrug in, thermostabiliteit blijft gelijk. Waarom? ( + formules )
2. bespreek alles van alpha-helix
3. bespreek belangrijkste stappen homologie modellering
4. kaartje : histidine, isoleucine, asparaginezuur ( structuur, 1-lettercode en 3-lettercode )

18 jan 2008

1. Je wil een proteïne thermostabiliseren en voert daarom een zoutbrug in. Dit blijkt echter geen effect te hebben. Leg de mogelijke oorzaken uit. Gebruik de formules.
2. Leg de belangrijkste stappen in homologie modellering uit.
3. Je hebt een proteïne opgezuiverd en stuurt het naar een bevriend labo. Blablabla, zie vorig jaar.

18 jan 2008

1. Hoe kan je het oppervlak van een proteine karakteriseren, en wat kan je daarmee doen?
2. Wat is het concept rotameren, en hoe kan je dit toepassen?
3. Hoe voorspel je 2D structuur elementen, en als je een helix sequentie kent hoe kan je bepalen waar het zich zal bevinden in 3D structuur?

1 feb 2007

1. Bespreek de verschillende torsiehoeken die in een proteïne kunnen voorkomen en zeg waar ze een toepassing hebben
2. Bespreek secundaire structuurvoorspelling en zeg hoe je meer informatie kan krijgen over de positie van een (voorspelde) helix in het proteïne.
3. Je hebt je proteïne naar een bevriend labo gestuurd om te kristaliseren... enz. Welke minimisatietechniek gebruikje en bespreek deze.

1 feb 2007

1. Bespreek de elektostatisch term van het krachtveld
2. Bespreek beta sheet and beta strands
3. van 2D naar 3D: welke minimisatiemethode?

22 jan 2007

1. Hoe kunnen we een proteine thermostabiliseren
2. tabellen van pdb bespreken
3. van 2D naar 3D: welke minimisatiemethode?

22 jan 2007

1. Hoe kan een oppervlak van een proteïne gekarakteriseerd worden en hoe kan het worden toegepast
2. Ge kreeg een PDB-file en daarvan moest ge al de kolommen bespreken, zeggen wat er in stond.
3. Bespreek het rotameer-concept en waar wordt het gebruikt?

19 jan 2007

1. Om een de energie van een proteïne te bepalen moeten we een krachtveld toepassen. Wanneer we echter proteïnes hebben met veel atomen zal er meer rekenwerk zijn dan bij proteines met minder atomen. Waarom is dit zo en wat kunnen we doen het rekenwerk toch vlugger te laten gaan?
2. Bespreek en geef eigenschappen van de alfa-helix als dipool.
3. Je slaagt er in het labo in om een proteïne op te zuiveren. Je stuurt je proteïne naar een bevriend labo om het te laten kristalliseren. Maar je vraagt al reeds de ruwe coördinaten op van haar proteïne. Er waren ook nog geen kwantummechanische gegevens verkrijgbaar, dus nog geen elektronendensiteiten om de coördinaten juist in te situeren. Welke methode moet je gebruiken om de energie van haar proteïne te minimaliseren. + leg uit hoe de methode werkt.</text>

     <sha1>9nkbsosn97x4lobt7s7s10vqhklbr03</sha1>
   </revision>
 </page>
 <page>
   <title>GIP</title>
   <ns>0</ns>
   <id>23</id>
   <revision>
     <id>1443</id>
     <parentid>28</parentid>
     <timestamp>2016-12-10T11:08:02Z</timestamp>
     <contributor>
       <username>Webmaster</username>
       <id>1</id>
     </contributor>
     <model>wikitext</model>
     <format>text/x-wiki</format>
     <text xml:space="preserve" bytes="6069">

Vakinformatie

Verplicht vak bij biochemie en keuzevak bij chemie. Het examen telt voor 50% mee. Het practicum wordt door verschillende assistenten begeleid, maar Prof. Gielens is de coordinator. Hij neemt ook het modeling gedeelte van het examen af.

Examenvragen

18 mei 2016

1. Bespreek het pGLO plasmide (tekening gegeven), identificatie van transformanten
2. Opzuiveren van GFP vertrekkende van bacterieel cellysaat
3. Maak een buffer met borax, HCl en NaOH met I=0,1M en pH = Pka'-1. Invloed KSCN
4. Absorbantie bij 260 en 280 van nucleotidenmengsel gegeven, DNA/RNA-verhouding berekenen, concentraties berekenen
5. oef met zeer veel gegevens om de specifieke activiteit en de moleculaire activiteit te berekenen.
6. Er is een SDS PAGE van eiwit x met enkel SDS uitgevoerd. Hierbij zagen we 3 bandjes (160kDa, 100 kDa en 40 kDa). Daarna is er met hetzelfde eiwit x SDS PAGE uitgevoerd met SDS en DTT. Hierbij zagen we ook 3 bandjes (100 kDa, 80 kDa, 40 kDa). Verklaar wat er gebeurt is en uit hoeveel subeenheden eiwit x bestaat.
7. 3 proeven waarbij SDS gebruikt is
8. Multiple choice, thema's:
   • STET (welk component zorgt voor water onttrekking)
   • Restrictie-enzymen ( welk fragment wordt het makkelijkst herkend)
   • Primers ( eigenschappen goede primers)
   • Welk proteïne is het meest negatief bij pH 7
   • LB grafiek en MM
   • Welk alcohol werkt gebruikt voor DNA precipatie?
   • ...

21 mei 2015

1. Geef de functie van SDS in drie verschillende proeven waarin het gebruikt werd
2. bespreek het pGLO-plasmide (tekening gegeven), identificatie van transformanten
3. Opzuivering van GFP: welke stappen zijn er gebeurd en geef van elke stap het doel en het biochemisch werkingsmechanisme.
4. Molaire en specifieke activiteit van een proteine berekenen obv absorbantiedata, analoog aan de oefening met trypsine maar je krijgt dus geen tussenstapjes
5. Absorbantie bij 260 en 280 van nucleotidenmengsel gegeven, DNA/RNA-verhouding berekenen, concentraties berekenen
6. Borax-HCl-buffer berekenen, invloed van KSCN
7. Bandjes op een plasmidegel benoemen
8. Een aantal multiple choice vraagjes met giscorrectie: thema's:
   • aminozuren (lading obv drielettercode)
   • MM-kinetica
   • STET-buffer
   • ...

18 mei 2009

1. SDS-PAGE
   • Bespreek de staalbuffer
   • Waarvoor dient het stacking gel
   • Vergelijk deze methode met die van gelchromatografie. Voor- en nadelen (beperkingen)
2. Geef de procedure voor het afzonderen van een plasmide (Rapid boiling method)
3. Berekening Tris/HCl buffer + invloed van verdunning bespreken.
4. Thioldosage: bereken aan de hand van een hoop gegevens het aantal thiolgroepen
5. Gegeven het tripeptide ADY en een stukje esDNA: geef het verband
6. PCR: efficiëntie berekenen.
7. Bereken uit de verhouding van de absorbantie bij 260 en 280 nm de zuiverheid van een nucleïnezuuroplossing + concentratie berekenen
8. Mondeling:
   • Zonale centrifugatie + waarom is er een densiteitsgradiënt nodig
   • Benedictreagens + zetmeel reducerend?
   • Ampicilline + Tetracycline
   • BAPA + hoe activiteit bepalen

17 mei 2010

1. SDS-PAGE
   • Bespreek de staalbuffer
   • Waarvoor dient het stacking gel
   • Vergelijk deze methode met die van gelchromatografie. Voor- en nadelen (beperkingen)
2. Geef de procedure voor het afzonderen van een plasmide (Rapid boiling method)
3. Berekening Tris/HCl buffer + invloed van verdunning bespreken.
4. Thioldosage: bereken aan de hand van een hoop gegevens het aantal thiolgroepen
5. Gegeven het tripeptide ADY en een stukje esDNA: geef het verband
6. PCR: efficiëntie berekenen.
7. Bereken uit de verhouding van de absorbantie bij 260 en 280 nm de zuiverheid van een nucleïnezuuroplossing + concentratie berekenen
8. Bereken welke massa van het gelyofiliseerd betalactoglobuline je moet afwegen om een bepaalde concentratie te bekomen
9. Mondeling:
   • Zonale centrifugatie + waarom is er een densiteitsgradiënt nodig
   • Benedictreagens + zetmeel reducerend?
   • Ampicilline + Tetracycline
   • BAPA + hoe activiteit bepalen

20 mei 2010

1. Bespreek N-terminale AZ sequencing volgens DABITC/PITC-Methode
   • leg daarbij uit: Voordeel DABITC, Waarom koppeling bij pH 9, waarom dubbele koppeling, waarom doorbraak in watervrij midden en teken DABTH-threonine (zowel gehydrateerde als gedehydrateerde vorm)
2. Bespreek het Sanger procede (alle stappen) en vergelijk met Maxam-Gilbert procede voor de DNA sequencing van wt/ob muizen
3. Berekening Borax/NaOH buffer. Bereken de molariteit aan Borax en NaOH als PH=pKa'+1 en I = 0.1M
4. Bepaling activiteit Trypsine. Gegevens: 2.85 mL buffer, 25µL BAPA (100 µmol/mL), 50 µL Trypsine (o.335 g/L). A(405nm) stijgt 0.300 over 5 min. Extinctiecoëfficient bij 450 nm = 9620/M.cm. Mr = 23400
   • Bereken de Specifieke en de Moleculaire enzymactiviteit
   • Welke orde heeft de hydrolysereactie tov de BAPA concentratie? Waarom?
   • Schrijf de hydrolysereactie van BAPA
5. PCR: Uit 0.5 mg plasmide (5162bp) haalt men na 25 cycli 30.5 µg DNA (800bp). Bereken de efficiëntie.
6. Bereken het partieel specifiek volume van een eiwit met volgende gegevens:
   • d(20°C)= 1.00239 1.00456 1.00677 1.00899
   • Bij (respectievelijke) concentraties (mg/mL): 0 10 20 30
7. Eiwitbereiding
   • Hoe kan men beta-lactoglobuline afzonderen uit koemelk? Bespreek.
   • Hoeveel moet je afwegen van een gelyofiliseerd beta-lactoglobulinepreparaat met 18% water om 5 mL oplossing te bereiden met een uiteindelijke concentratie van 0.25mM aan beta-lactoglobuline?
8. Nucleïnezuur oplossing: A(260nm) = 0.512 en A(280nm) = 0.277
   • Bepaal de zuiverheid van het DNA. (verhouding DNA/RNA), veronderstel dat het staal proteïnevrij is.
   • Schat uit de absorbantiewaarde bij 260 nm de totale concentratie aan nucleïnezuren in µg/mL (let op: geen extinctie of absorbantiecoëfficiënt gegeven)
9. Mondeling gedeelte:
   • Stel je hebt weinig eiwit en je wil eiwitconcentratie bepalen. Welke methode gebruik je ? (Biureet/Bradford/UV-spect.) + Bespreek (reagens, ...)
   • Benedictreagens + zetmeel reducerend?
   • Ampicilline + Tetracycline
   • Kd en Kav: bespreek
   • HPLC: Waarom en hoe ontgassen ?</text>