C5846 Pokročilá biofyzikální chemie - experimentální metody

Přírodovědecká fakulta
jaro 2018
Rozsah
2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc. (přednášející)
doc. RNDr. Mgr. Jozef Hritz, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jan Novotný, Ph.D. (cvičící)
RNDr. Mgr. Iveta Třísková, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 9:00–11:50 Kontaktujte učitele
Předpoklady
úspěšné absolvování kurzů C5850 a C5855 (přednáška) a C2856 (seminář)
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získat hlubší znalosti biofyzikální chemie pro její aplikace ve výzkumu biomolekul. Důraz je kladen nejen na fyzikálně-chemické principy biofyzikálních experimentálních metod a jejich aplikace ve výzkumu biomolekulárních system ale i na aktualizaci nových poznatků v uvedených moderních technikách.
Výstupy z učení
Po absolvování tohoto předmětu bude student umět: - popsat a charakterizovat biopolymerní systémy pomocí moderních experimentálních biofyzikálních metod; - aplikovat fyzikálně-chemické experimentální přístupy k řešení vztahu struktury a funkce biologicky významných molekul; - zhodnotit kriticky aplikovatelnost mnohých experimentálních technik k popisu dynamických změn ve studovaných biologických systémech.
Osnova
  • 1. Chemické podmínky pro studium bio-makromolekul a molekulárních komplexů (pH, rozpouštědlo, pufr, iontová síla, teplota, záření) 2. Chromatografie (fyzikální a chemické principy různých chromatografických technik, význam purifikačních protokolů pro NK a proteiny) 3. Spektroskopické metody (variety spektroskopických technik, význam pro charakterizaci biomolekul a pro studium jejich chování v roztocích) 4. Hmotnostní spektrometrie (princip a technika metody, oblast aplikací, spojení s metodami o vysoké rozlišitelnosti, studium proteinů, peptidů a NK) 5. Elektroforéza (fyzikální základy metody, rozsah použitelnosti, sloučení metody s dalšími citlivými metodami, aplikace u proteinů a NK) 6. Difrakční metody (X-ray difrakční experimenty, studium struktury a strukturních změn proteinů, NK a jejich komplexů) 7. Bio-kalorimetrie (fyzikální smysl termodynamických parametrů, typy kalorimetrických technik, studium struktur biomolekul a jejich interakcí v roztocích) 8. Bioelektrochemie (typy elektrochemických technik a jejich princip, elektrochemie NK, proteinů a jejich složek, biosenzory, elektrodové systémy, elektronový transfer a elektron-proton transfer) 9. Hydrodynamické metody (principy metod, viskozita, sedimentace, centrifugace, filtrace, dialýza a cytometrie; studium biomakromolekul, virů, buněk) 10. Velikost a tvar makromolekul (molekulární elektronová mikroskopie, mikroskopické zobrazování, translační a rotační frikční vlastnosti biomolekul) 11. Makromolekulární difúze (molekulární interpretace difúze, přenos hmoty jako tok, difúze v multikomponentním systému) 12. Bioinformatika (hlavní třídimenzionální struktury přístupné na www, přehled zdrojů na internetu, informace a extrakt funkčně relevantních dat, modelování struktur a jejich úskalí) Literatura: [1] Peter R. Bergethon: The Physical Basis of Biochemistry [2] Finkelstein and Pittsyn: Protein Physics [3] Cantor & Schimmel: Biophysical Chemistry, Part II and III [4] Zuckerman D.M.: Statistical Physics of Biomolecules
Literatura
    doporučená literatura
  • CANTOR, Charles R. a Paul R. SCHIMMEL. Biophysical chemistry. Part II, Techniques for the study of biological structure and function. 12th print. New York: W.H. Freeman and Company, 2001, xxix, s. 3. ISBN 0-7167-1189-3. info
  • CANTOR, Charles R. a Paul R. SCHIMMEL. Biophysical chemistry. Part III, The behavior of biological macromolecules. New York: W.H. Freeman and Company, 1980, xxix, s. 8. ISBN 0-7167-1191-5. info
Výukové metody
Přednáška (2 hod.) zahrnující krátké exkurze prezentovaných technik
Metody hodnocení
ústní zkouška a zápočtový test
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2017, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.