C7150 Regulace metabolických drah

Přírodovědecká fakulta
podzim 2008
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
doc. RNDr. Stanislav Pavelka, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Stanislav Pavelka, CSc.
Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Stanislav Pavelka, CSc.
Rozvrh
Út 9:00–10:50 C05/107
Předpoklady
Lze zapsat v 3.,5.,7.,9. semestru
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Jiné omezení: Při týdenní výuce min. 8 posluchačů, při blokové bez omezení
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Funkční biochemie I - regulace metabolismu. Navazující přednáškový kurz o funkční biochemii a patobiochemii, určený zejména pro studenty magisterského (ale i doktorského) a bakalářského studia biochemie a molekulární biologie a rovněž obecné biologie, chemie a všeobecného lékařství.

Hlavními cíli kurzu jsou:
rozšíření poznatků z funkční biochemie a enzymologie;
získání přehledu o hlavních metabolických drahách u bakterií a eukaryot;
rozbor regulačních mechanismů uplatňujících se při koordinaci katabolických a anabolických procesů na úrovni celého organismu;
získání nových poznatků o biomedicínských aspektech biochemie.

Přehled základních typů biochemických regulačních mechanismů na molekulové úrovni. Allosterické interakce, reverzibilní kovalentní modifikace proteinů, modulace enzymových aktivit regulačními proteiny, proteolytická aktivace zymogenů. Regulace metabolismu na úrovni organismu. Koordinace katabolických a biosyntetických reakcí.
Osnova
  • I. Biochemické regulace na molekulové úrovni. 1. Přehled základních typů biochemických regulačních mechanismů. 2. Allosterické regulace - obecně. (Modely allosterických interakcí - symetrický a sekvenční. Kooperativní vazba, homotropní a heterotropní interakce). 3. Hemoglobin (Hb) jako prototyp allosterického proteinu. (Biologická funkce Hb, rozdíly mezi Hb a myoglobinem. Změny kvarterní struktury Hb při vazbě kyslíku. Bohrův efekt - vliv koncentrace H+ a CO2 na afinitu Hb ke kyslíku. Vliv 2,3-bisfosfoglycerátu na vazbu kyslíku na Hb). 4. Allosterická regulace enzymové aktivity aspartát transkarbamoylasy (ATCasy). (Funkce ATCasy, biologický význam allosterické regulace. Disociace katalytických a regulačních podjednotek ATCasy. Strukturní základ allosterismu u ATCasy). 5. Regulace bakteriální biosyntézy aminokyselin. (Typy zpětnovazebných inhibicí u rozvětvených metabolických drah). 6. Reverzibilní kovalentní modifikace enzymů. (Úloha fosforylačních a defosforylačních reakcí v regulačních procesech. Modulace aktivity glutamin syntetasy reverzibilní kovalentní modifikací). 7. Modulace enzymové aktivity regulačními proteiny. (Řízení kovalentní modifikace glutamin syntetasy enzymovou kaskádou). 8. Aktivace zymogenů specifickým proteolytickým štěpením. (Aktivace trypsinogenu a chymotrypsinogenu. Kaskáda proteolytických aktivací zymogenů při koagulaci krve. Funkce vitaminu K při syntéze prothrombinu. Komplexní regulace krevního srážení). II. Regulace metabolismu na úrovni organismu. 9. Přehled metabolických drah. (Od makromolekul potravy k ATP). 10. Glykolýza. (Allosterické regulace klíčových enzymů glykolýzy). 11. Regulace metabolismu glykogenu. (Přehled reakcí biosyntézy a odbourávání glykogenu. Strukturní základ regulace enzymů metabolismu glykogenu. Integrace regulačních mechanismů - udržování konstantní hladiny glukosy v krvi). 12. Citrátový cyklus. Dýchací řetězec a oxidativní fosforylace. 13. Regulace syntézy ATP. (ATP syntasa. Adenin nukleotidový přenašeč. Na+,K+ -ATPasa jako příklad iontové pumpy).
Literatura
  • GARRETT, R.H. a C.M. GRISHAM. Biochemistry, 2nd ed. Fort Worth, Orlando: Saunders College Publ., 1999, 1127 s. info
  • STRYER, L. Biochemistry, 4th ed. New York: Freeman and Co., 1995, 1064 s. info
  • VOET, D. a J.G. VOET. Biochemistry, 2nd ed. New York: J. Wiley & Sons, 1995, 1361 s. info
  • Ca. 200 blan k dispozici u přednášejícího.
Metody hodnocení
Přednášky bohatě dokumentované schématy, vzorci a obrázky, které jsou studentům poskytnuty k okopírování. Závěrečná ústní zkouška, k dispozici 40 specifikovaných otázek.
Navazující předměty
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 1999, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.