PřF:C3181 Biochemie I - Informace o předmětu
C3181 Biochemie I
Přírodovědecká fakultapodzim 2024
- Rozsah
- 2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně - Vyučující
- prof. RNDr. Petr Skládal, CSc. (přednášející)
- Garance
- prof. RNDr. Petr Skládal, CSc.
Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Petr Skládal, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- Út 9:00–10:50 B11/205
- Předpoklady
- C1601 Obecná a anorganická chemie || C1020 Obecná chemie
Základní znalosti organické a obecné chemie, obecná biologie - Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- Analytická chemie (program PřF, M-CH)
- Analytická chemie (program PřF, N-CH)
- Anorganická chemie (program PřF, M-CH)
- Anorganická chemie (program PřF, N-CH)
- Aplikovaná biochemie (program PřF, B-CH)
- Biochemie (program PřF, M-CH)
- Biochemie (program PřF, N-CH)
- Fyzikální chemie (program PřF, M-CH)
- Fyzikální chemie (program PřF, N-CH)
- Chemie odborná (program PřF, M-CH)
- Chemie životního prostředí (program PřF, M-CH)
- Chemie životního prostředí (program PřF, N-CH)
- Makromolekulární chemie (program PřF, M-CH)
- Makromolekulární chemie (program PřF, N-CH)
- Organická chemie (program PřF, M-CH)
- Organická chemie (program PřF, N-CH)
- Učitelství chemie pro střední školy (program PřF, M-CH)
- Cíle předmětu
- Kurz se zabývá popisem základních složek živé hmoty a nejdůležitějšími chemickými pochody v přeměnách těchto látek především z hlediska toku látek a energie. Zahrnuje popis struktury a vlastností aminokyselin a bílkovin, sacharidů a lipidů. Je podán obecný popis chemických reakcí v buňce, zvláště z hlediska enzymové katalýzy: Enzymy a koenzymy, jejich vlastnosti, struktura, aktivní centrum. Termodynamika. Základy enzymové kinetiky, inhibice, allosterie. Regulace enzymové aktivity. Speciální část zahrnuje nejvýznamnější přeměny sacharidů a lipidů s důrazem na energetickou stránku metabolizmu.
Absolvent kurzu má získat základní vědomosti o chemické stránce životních pochodů v buňce. - Výstupy z učení
- Absolvent kurzu má získat základní vědomosti o chemické stránce životních pochodů v buňce, zejména o struktuře a funkci proteinů, enzynové katalýze, základech buněčné bioenergetiky, metabolismu sacharidů a lipidů.
- Osnova
- C3181-Biochemie I 1. Úvod. Chemické složení živé hmoty. Hierarchie struktur. Aminokyseliny, jejich vzorce, acidobazické rovnováhy, izoelektrický bod, optická aktivita, typické vlastnosti a reaktivita. Přehled aminokyselin. Analytické reakce a stanovení aminokyselin. 2. Peptidy, peptidová vazba, primární, sekundární, terciární, kvarterní struktura (supersekundární struktura, alfa-šroubovice, beta-struktura, skládaný list, nerepetitivní struktury, hydropatie, souvislost mezi primární a sekundární strukturou, vazby stabilizující sekundární a vyšší struktury). Bílkoviny v roztoku, denaturace. Katalytická funkce bílkovin. 3. Chemické reakce v živých organizmech. Termodynamika enzymových reakcí, spřažené reakce, makroergické vazby. Reakční kinetika, enzymy jako biokatalyzátory. Aktivní místo, katalytické místo, kofaktory, koenzymy a prostetické skupiny, mechanismus působení (příklad serinových proteináz), rozdělení enzymů a jejich třídy. Praktické aspekty – klinické a technologické aplikace, termostabilní enzymy. 4. Koenzymy a vitaminy. Koenzymy oxidoreduktáz (nikotinamid a NAD, flaviny, chinony, hemy, železosirné proteiny, lipoát,) transferáz (ATP, UDP, CDP, biotin, thiamin, koenzym A, THF, pyridoxalfosfát, vit B12) Vitamin C, lipofilní vitaminy (A, D3, K). 5. Rychlost enzymové reakce, aktivita, metody stanovení. Enzymová kinetika, stacionární stav. Rovnice Michaelise-Mentenové, určení Km a Vlim, číslo přeměny, konstanta specifity. 6. Základní vlastnosti a metabolismus sacharidů. Monosacharidy, glykosidická vazba, vyšší struktury, zásobní polysacharidy. Štěpení a syntéza polysacharidů (škrob, glykogen). Interkonverse monosacharidů. Přímá oxidace glukosy, význam. Pentosový cyklus. 7. Anaerobní glykolýza, její jednotlivé kroky, energetická bilance. Substrátová fosforylace. Alkoholické kvašení. Technologický význam, nové perspektivy. Glukoneogeneze, syntéza PEP. Coriho cyklus. Oxidační dekarboxylace pyruvátu. 8. Struktura lipidů, jednoduché a složené lipidy. Biomembrány. Metabolismus lipidů, odbourání a syntéza tuků a fosfolipidů. Odbourání a syntéza mastných kyselin. Typy a struktura komplexů syntézy MK, příklad organizace a kooperace enzymů. Ketonické látky. 9. Citrátový cyklus, reakce, význam, energetická bilance. Anabolický význam, anaplerotické reakce, glyoxylátový cyklus. Praktické aplikace, technologické využití. 10. Redoxní reakce v biochemii, rozdělení, smysl a význam. Respirační řetězec, jeho komponenty (cytochromy, ubichinon), struktura komplexů I - IV. 11. Oxidační fosforylace, chemiosmotická teorie, protonmotivní síla a transmembránový potenciál. Syntéza ATP, struktura ATPsyntasy. Inhibitory respirace a syntéza ATP, rozpojovače, ionofory. Bilance oxidační fosforylace. Alternativní respirace. Oxidace a redukce anorganických sloučenin (kovy, S aj.) 12. Fotosyntéza, světelná fáze, chlorofyly, struktura fotosyntetického centra, Komponenty přenosu elektronů (cytochromy, chinony, plastocyanin, ferredoxin), FS-2, FS-1, mechanismus syntézy ATP. Rovnice světelné fáze a její bilance. Temná fáze fotosyntézy (Calvinův cyklus), RUBISCO, mechanismus fixace CO2. Typy fotosyntézujících organizmů, další způsoby záchytu světla, chemotrofní asimilace C1. Ekologický a technologický význam fotosyntézy, perspektivy.
- Literatura
- Vodážka - Biochemie
- Voet, Voetová - Biochemie; Zubay, Parson, Vance - Principles of Biochemistry
- Mikeš - Základní pojmy z biochemie II
- Výukové metody
- Teoretická příprava formou přednášky.
- Metody hodnocení
- Základní přednáška 2h, doplněná seminářem 1h, navazuje základní biochemické praktikum
- Navazující předměty
- Informace učitele
- Znalosti o základní struktuře a vlastnostech složek živé hmoty, umět se orientovat ve vzorcích sloučenin, základní výpočty z termodynamiky a enzymologie. Zkouška je písemná.
- Další komentáře
- Poznámka k ukončení předmětu: Předmět se ukončuje prezenčně písemnou zkouškou, alternativně ve zdůvodněných případech distanční ústní zkouškou.
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně. - Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
- C1220 Technologie buněčných kultur
C3181 || C3580 || C5720 - C1230 Technologie buněčných kultur – cvičení
C3181 || C3580 || C5720 - C3180 Biochemie I - seminář
NOW(C3181) - C3190 Biochemie I - seminář
NOW(C3181) - C4182 Biochemie II
C3181 - C4200 Biochemie II - seminář
C3181 && NOW(C4182) - C4220 Biochemie - laboratorní cvičení
C3181 && (C4221||C1100) - C4230 Biochemie - praktikum
C3181 && (C4221||C1100) - C4830 Instrumentální biochemické metody
C3181 || C3580
- C1220 Technologie buněčných kultur
- Statistika zápisu (nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/C3181