C5700 Biochemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2024
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Mgr. Tomáš Kašparovský, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Lukáš Faltinek (cvičící)
Garance
prof. Mgr. Tomáš Kašparovský, Ph.D.
Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
! NOWANY ( C3580 Biochemie )
Organická chemie I, II nebo Základy organické chemie. Fyzikální chemie I, II nebo Základy fyzikální chemie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Složení a stavba živé hmoty. Organizace buněk. Základni skupiny biomolekul: Aminokyseliny a bílkoviny, Sacharidy, Nukleové kyseliny, lipidy a membrány. Obecné rysy metabolismu. Energetika biochemických reakcí. Základy enzymologie. Základní přeměny biomolekul. Metabolismus aminokyselin a bílkovin. Metabolismus nukleových kyselin a proteosyntéza. Metabolismus sacharidů a lipidů. Základy bioenergetiky. Vzájemné vztahy v metabolismu, jeho regulace. Membránový transport. Vybrané biosyntetické dráhy.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu znát a rozumět základním biochemickým pochodům. Bude schopen kvalifikovaně vysvětlit učivo studentům středních škol.
Osnova
  • 1. Úvod. Historie, objekty a metody zkoumání. Složení živé hmoty, hierarchie struktur. Aminokyseliny, jejich vlastnosti. Proteinogenní aminokyseliny, volné aminokyseliny. Analytika aminokyselin.
  • 2. Peptidy, vznik, názvosloví. Sekvence a její určení. Biochemicky významné peptidy. Struktura bílkovin, konformace a její změny, allosterie. Metody studia bílkovin.
  • 3. Fibrilární bílkoviny. Struktura, vlastnosti, funkce. Rozdělení, zástupci.
  • 4. Transportní bílkoviny. Hemoglobin, struktura, vlastnosti, funkce. Allosterie. Druhy hemoglobinu.
  • 5. Signální a ochranné bílkoviny. Imunoglobuliny, struktura, rozdělení, vlastnosti a funkce. Praktické aspekty.
  • 6. Nukleové kyseliny. Složení a struktura DNA a RNA, vlastnosti, metody studia.
  • 7. Sacharidy. Obecné vlastnosti, reaktivita a rozdělení monosacharidů. Deriváty. Volné monosacharidy.
  • 8. Glykosidy, di-, oligo- a polysacharidy. Rozdělení, struktura a funkce v organismu. Technologický význam. Glykoproteiny a proteoglykany.
  • 9. Lipidy. Složení, vlastnosti, rozdělení a funkce. Praktické aspekty - tuky. Struktura a význam biomembrán.
  • 10. Obecné rysy přeměny látek v živých systémech. Katabolismus a anabolismus. Chemické reakce, rovnováha, energetika. Biokatalýza.
  • 11. Enzymy, jejich struktura vlastnosti, rozdělení a názvosloví. Rychlost enzymových reakcí, aktivita, podmínky.
  • 12. Enzymová kinetika. Organizace a regulace enzymů. Praktické aspekty.
  • 13. Koenzymy, funkce, rozdělení. Přehled nejvýznamnějších koenzymů.
  • 14. Spojitost biochemických reakcí. Spřažené reakce, makroergické sloučeniny, význam a typické příklady.
  • 15. Katabolismus bílkovin. Trávení. Obecné přeměny aminokyselin. metabolismus dusíku.
  • 16. Přeměny jednotlivých aminokyselin, vzájemné přeměny a katabolismus.
  • 17. Degradace a syntéza nukleových kyselin. Metabolismus nukleotidů, syntéza a degradace.
  • 18. Genetická informace, její přenos a exprese. Proteosyntéza, regulační mechanismy.
  • 19. Metabolismus sacharidů. Degradace a syntéza polysacharidů.
  • 20. Glykolýza, rekční schéma, energetika, regulace. Resyntéza glukózy. Další přeměny sacharidů. Hexosamonofosfátová cesta, pentózový cyklus.
  • 21. Metabolismus lipidů. Degradace a biosyntéza tuků a fosfatidů. Degradace a biosyntéza mastných kyselin. Ketonické látky.
  • 22. Cyklus trikarboxylových kyselin. Reakční schéma, energetika. Biosyntetický význam, regulace.
  • 23. Biologické oxidace. Typy a význam, příklady. Energetika. Oxidační fosforylace. Organizace dýchacího řetězce, protonmotivní síla, vznik ATP.
  • 24. Fotosyntéza, pigmenty, přenos elektronů a vznik ATP. Fixace CO2.
  • 25. Mikrosomální elektronový transport. Nitrogenasa. Oxygenace.
  • 26. Porfyriny. Biosyntéza a odbourání hemu. Isoprenoidy, steroidy, významné látky.
  • 27. Regulace metabolismu, vzájemné vztahy. Kompartmentace. membránový transport.
  • 28. Neurohumorální systém. Mechanismus působení hormonů. Přenos nervového vzruchu.
Literatura
  • KODÍČEK, Milan, Olga VALENTOVÁ a Radovan HYNEK. Biochemie : chemický pohled na biologický svět. 3. přepracované vydání. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2022, 395 stran. ISBN 9788075921246. info
  • NELSON, David L. a Michael M. COX. Lehninger principles of biochemistry. 5th ed. New York: W.H. Freeman and Company, 2008, xxix, 1158. ISBN 9780716771081. info
  • DOSTÁL, Jiří, Hana PAULOVÁ, Jiří SLANINA a Eva TÁBORSKÁ. Biochemie pro posluchače bakalářských oborů. 2. dotisk 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2017, 158 s. ISBN 978-80-210-5020-4. info
  • ŠÍPAL, Zdeněk. Biochemie. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1992, 479 s. ISBN 8004217362. info
  • MURRAY, Robert K. Harperova biochemie. Vyd. v ČR 4., V H & H 3. Jinočany: H & H, 2002, ix, 872. ISBN 8073190133. info
  • VOET, Donald a Judith G. VOET. Biochemie. Translated by Arnošt Kotyk. 1. vyd. Praha: Victoria Publishing, 1995, xiv, 1325. ISBN 8085605449. info
Výukové metody
Teoretická příprava formou přednášky.
Metody hodnocení
Přednáška. Ústní zkouška.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2022, podzim 2023.