Objetivos Gerais:

1 - Desenvolver e aperfeiçoar conhecimentos e aptidões necessárias para abordar e resolver problemas de modelação molecular utilizando ferramentas informáticas.
2 - Familiarizar-se com métodos de cálculo para modelar sistemas com relevância em bioquímica.
3 - Praticar os algoritmos utilizados nos programas informáticos de modelação molecular, na área da química e bioquímica.
4 - Utilizar as técnicas mais adequadas para descrever e prever propriedades dinâmicas e de equilíbrio de sistemas moleculares, macromoleculares e biológicos.
5 - Aptidão para identificar as melhores abordagens para descrever e analisar sistemas moleculares, macromoleculares e biológicos, dadas as dimensões do sistema e o tipo de propriedades que se pretende estudar.
6 - Propõe-se a aquisição de competências para formular hipóteses e propor metodologias e procedimentos para as verificar, assim como gerir atividades complexas, assumindo a responsabilidade da tomada de decisões em contextos de estudo ou de trabalho imprevisíveis.

Conteúdos / Programa:

1 - Revisão de conceitos teóricos com relevância para a Modelação Molecular: Perspetiva histórica, Teoria atómica e da Ligação Química; Hardware e Software ; Áreas de aplicação.
2 - Métodos de Mecânica Quântica: Teoria das Orbitais Moleculares (TOM); Método de Hartree-Fock e Post-Hartree-Fock; Métodos semi-empíricos; Métodos ab initio e DFT.
3 - Métodos de Mecânica Molecular: Equações de Campos de Potencial; Algoritmos básicos e Aplicações.
4 - Modelação de moléculas: Otimização de geometria; Cálculos energéticos; Solvatação; Reações químicas.
5 - Estudo de biomoléculas: Estrutura e interações das proteínas e ácidos nucleicos.
6 - Design de Ligandos: Representação computacional de moléculas; Docking molecular; Métodos baseados em similaridade molecular e Química combinatória.
7 - Projeto de Modelação Molecular.

Bibliografia / Fontes de Informação:

P.W. Atkins , Physical Chemistry , Oxford University Press
Warren J. Hehre , 2003 , A Guide to Molecular Mechanics and Quantum Chemical Calculations , Wavefunction Inc.
David C. Young , 2001 , Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real-World Problems , John Wiley & Sons
M. P. Allen & D. J. Tildesley , 1991 , Computer simulation of Liquids , Clarendon Press
Andrew R. Leach , 2001 , Molecular modelling: Principles and Applications , Prentice Hall

Métodos e Critérios de Avaliação:

Tipo de Classificação: Quantitativa (0-20)

Metodologia de Avaliação:
A unidade curricular compreende uma combinação de aulas teóricas e aulas práticas. Nas aulas teóricas são abordados os conceitos e conhecimentos necessários. Nas aulas práticas, com recurso a computadores, são sistematicamente praticadas as técnicas e estratégias necessárias para a construção de modelos de pequenas moléculas, assim como sistemas moleculares mais complexos. Serão realizadas tarefas simples e outras dirigidas para a resolução de problemas e casos de estudo. Os estudantes são incentivados a explorar autonomamente o software e praticar com vários exercícios. A realização do projeto tem uma componente de contacto e uma componente autónoma. A avaliação é quantitativa, de 0 a 20 valores, dividida em duas componentes: relatório, apresentação pública e discussão do projeto, com a ponderação de 70%; um teste prático, com a ponderação de 30%, para avaliar conhecimentos e aptidões.