Modelado Molecular: Análisis de interacciones biomoleculares

1. Fundamentos del modelado molecular de interacciones.
  1.1. Conceptos básicos y representación 3D de biomoléculas (proteínas y ligandos).
  1.2. Tipos de interacciones y su relevancia biológica.
  1.3. Principios del modelado molecular aplicado a complejos proteicos.
  1.4. Introducción al cómputo científico en biología estructural.
  1.5. Entornos de trabajo y herramientas para el modelado.
  1.5.1. Anaconda, Google Colaboratory y Jupyter Notebooks.
     1.5.2. Instalación y uso inicial de ChimeraX, OpenBabel, AutoDock Vina, HADDOCK, OpenMM.

2. Obtención y preparación de estructuras proteicas.
  2.1. Uso del Protein Data Bank (PDB) para localizar y descargar estructuras.
  2.2. Limpieza y preparación de estructuras (eliminación de ligandos y solventes).
 2.3. Modelado por homología para proteínas sin estructura experimental (incluyendo AlphaFold).
  2.4. Validación estructural: verificación geométrica y control de calidad del modelo.

3. Análisis de interfaces de interacción.
  3.1. Identificación de sitios activos y superficies de interacción.
  3.2. Clasificación de interfaces según tipo de interacción.
     3.2.1. Interacciones proteína–ligando: enlaces de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas, iónicas.
         3.2.3. Interacciones proteína–proteína: interfaces, complementariedad estructural.
  3.3. Mapeo y visualización de la interfaz con ChimeraX y PyMOL.
  3.4. Predicción de sitios de interacción en ausencia de datos experimentales.

4. Introducción al acoplamiento molecular.
  4.1. Fundamentos y tipos de docking molecular (proteína–ligando y proteína–proteína).
  4.2. Principales métodos y algoritmos (HADDOCK, ClusPro, ZDOCK).
  4.3. Preparación de estructuras para docking (formato, protonación, minimización).
  4.4. Ejecución de un docking básico y análisis preliminar de resultados.
  4.5. Selección y evaluación del mejor modelo de interacción.

5. Introducción a la dinámica molecular de sistemas biomoleculares.
 5.1. Fundamentos y ventajas de la dinámica molecular en el estudio de interacciones moleculares.
  5.2. Preparación del sistema de simulación (complejo, solvente, iones).
  5.3. Ejecución de simulaciones para evaluar la estabilidad del complejo.
  5.4. Análisis de trayectorias: RMSD, RMSF, energías de interacción.

6. Evaluación y validación de modelos.
  6.1. Comparación con datos experimentales (cristalografía, Cryo-EM, NMR).
  6.2. Análisis de energía de interacción y contactos interfaciales.
  6.3. Métricas para validar el acoplamiento.
  6.4. Limitaciones y buenas prácticas en modelado. 

7. Aplicaciones y casos de estudio.
  7.1. Interacciones en señalización celular y redes de proteínas.
  7.2. Interacciones proteína–proteína como dianas terapéuticas.
  7.3. Casos de éxito en investigación biomédica y biotecnología.