1. Úvod do problematiky molekulární biologie

Důležitost znalosti detailní struktury makromolekulárních systémů. Příklady ukazující vztah struktury a funkce makromolekulárních soustav.

2. Příprava materiálů pro výzkum

Příprava a zdroje biomakromolekul, izolace a čištění biologických materiálů. Příprava systémů vhodných k měření a krystalizace makromolekul, kryokrystalografie

3. Difrakce na krystalických materiálech

Opakování základů difrakčních technik, Evaldova konstrukce, odvození základních vztahů mezi strukturou a difrakčním obrazem

4. Difraktometry

Různá uspořádání difrakčního experimentu Stanovení strukturních parametrů, symetrie, výpočet strukturních faktorů

5. Synchrotron

Metody získávání a vlastnosti synchrotronového záření. Způsoby práce synchrotronu Experimentální technika používaná pro měření difrakce makromolekul Popis a objasnění funkce vybraných experimentálních zařízení instalovaných na zdrojích synchrotronového záření v Evrope a v USA

6. Řešení fázového problému

Experimentální měření fází strukturních faktorů, dynamická teorie difrakce Základy statistických metod řešení fázového problému Principy využití anomálního rozptylu při řešení fázového problému

7. Způsoby zpřesňování strukturního modelu

Způsoby upřesnění, přesnost a spolehlivost strukturního modelu. Omezující podmínky pro zpřesňování struktury. Důvody a limity využití molekulárního modelování

8. Sledování procesů v reálném čase

Základy a podmínky experimentu umožňujícího sledování procesů v časovém rozlišení až 100 ps. Projekt "Free electron laser"

9. Difrakce neutronů

Rozdíly mezi difrakcí rtg záření a pomalých neutronů. Příklady praktických aplikací.

10. Příklady praktického využití difrakce synchrotronového záření

Strukturní databáze a příklady jejich použití pro objasnění vztahu mezi molekulární strukturou a funkcí - rtg difrakce pri návrhu léciv inhibujících mutantní kmeny HIV proteázy - experimentální a teoretické studium mezimolekulárních interakcí, solvatace makromolekul - studium struktury fázových prechodu u reversní transkriptázy HIV - studium rychlých biochemických reakcí - reakcní dráha uvolnování CO2 z myoglobinu _ Praktická cvicení a exkurse - Krystalizacní techniky - Proteinový difraktometr - Molekulární modelování, metody popisu a zobrazování makromolekulárních soustav