Bi7410 Proteinové inženýrství

Přírodovědecká fakulta
jaro 2022
Rozsah
1/0/0. 1 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Mgr. Radka Chaloupková, Ph.D. (přednášející)
Mgr. David Bednář, Ph.D. (přednášející)
prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr. (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr.
Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Radka Chaloupková, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie - Biologická sekce - Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Cílem předmětu je seznámit studenty s metodami a strategiemi běžně používanými v proteinovém inženýrství k vylepšení katalytických vlastností enzymů.
Výstupy z učení
Studenti budou po absolvování předmětu schopni:
- popsat principy a vysvětlit rozdíly mezi metodami racionálního designu, řízené evoluce a semi-racionálního designu;
- navrhnout strategii proteinového inženýrsvtví s cílem vylepšit vlastnosti studovaného enzymu;
- získat představu o postupech vyhledávání nových zajímavých genů/proteinů v bioinformatických databázích;
- popsat principy metod izolace, exprese a purifikace proteinů;
- popsat a navrhnout vhodnou biofyzikální metodu pro analýzu sekundární, terciální a kvarterní struktury proteinů;
- popsat různé screeningové techniky používaných k selekci a screeningu zkosntruovaných mutantů s vylepšenými katalytickými vlastnostmi
Osnova
  • 1. Proteosyntéza, struktura proteinů, funkce proteinů, strukturně-funkční vztahy.
  • 2. Identifikace enzymů v sekvenčních databázích, bioinformatická analýza.
  • 3. Izolace genů z hostitelských organismů, syntéza genů, klonování, příprava rekombinantních proteinů, přehled hostitelský organismů, exprese a purifikace proteinů.
  • 4. Strukturní charakterizace proteinů, přehled spektroskopických technik pro analýzu sekundární a terciální struktury proteinů; přehled technik pro analýzu kvarterní struktury proteinů.
  • 5. Enzymy, enzymová katalýza, faktory ovlivňující rychlost enzymových reakcí.
  • 6. Aplikační využití enzymů, cíle proteinového inženýrství, přístupy proteinového inženýrství, výhody a limitace.
  • 7. Racionální design, předpověď struktury mutantních enzymů, hodnocení efektu mutace na strukturu a funkci enzymů.
  • 8. Řízená evoluce, screening mutantních variant.
  • 9. Příklady využití proteinového inženýrství pro vylepšení katalytické účinnosti enzymů.
  • 10. Příklady využití proteinového inženýrství pro vylepšení stability enzymů.
  • 11. Příklady využití proteinového inženýrství pro vylepšení enantioselektivity enzymů.
Literatura
    doporučená literatura
  • Protein engineering handbook. Edited by Stefan Lutz - Uwe Bornscheuer. Weinheim: Wiley-VCH, 2009. xli, 409-9. ISBN 9783527318506. info
    neurčeno
  • Directed evolution library creation : methods and protocols. Edited by Frances Hamilton Arnold - George Georgiou. Totowa, N.J.: Humana Press, 2003. x, 224. ISBN 1588292851. info
  • FERSHT, Alan. Structure and mechanism in protein science :a guide to enzyme catalysis and protein folding. New York: W.H. Freeman, 1998. xxi, 631 s. ISBN 0-7167-3268-8. info
Výukové metody
Přednášky, diskuze se studenty.
Metody hodnocení
Závěrečný písemný test, který se skládá z 25 otázek hodnocených 25 body. K úspěšnému zvládnutí písemné zkoušky je potřeba dosáhnout alespoň 13 bodů.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět se doporučuje zapsat v 2. nebo 4. semestru.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021.