C7150 Funkční biochemie I - regulace metabolismu

Přírodovědecká fakulta
podzim 2013
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.
Dodavatelské pracoviště: Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Pá 8:00–9:50 B11/205
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
předmět má 23 mateřských oborů, zobrazit
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.

Výstupy učení:
Při ukončení kurzu by studenti měli být schopni:
- popsat a vysvětlit hlavní metabolické dráhy u bakterií a eukaryotů;
- analyzovat regulační mechanismy zapojené v koordinaci katabolických a anabolických procesů na úrovni celého organismu;
- reprodukovat a prezentovat své rozšířené znalosti z oblasti funkční biochemie a enzymologie;
- demonstrovat nově nabyté informace o biomedicínských aspektech biochemie.
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
  • STOREY, K.B. (ed.). Functional Metabolism: Regulation and Adaptation. Hoboken, New Jersey: Wiley-Liss, Inc., 2004, 594 s. ISBN 0-471-41090-X. info
  • Biochemistry. Edited by Donald Voet - Judith G. Voet. 3rd ed. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, 2004, xv, 1591 s. ISBN 0-471-41761-0. info
  • BERG, J.M., J.L. TYMOCZKO a L. STRYER. Biochemistry. 5th. New York: W.H. Freeman and Company, 2002, 974 s. ISBN 0-7167-4684-0. info
  • NELSON, D.L. a M.M. COX. Lehninger Principles of Biochemistry. 3rd. New York: Worth Publishers, 2000, 1152 s. ISBN 1-57259-153-6. info
  • GARRETT, R.H. a C.M. GRISHAM. Biochemistry, 2nd ed. Fort Worth, Orlando: Saunders College Publ., 1999, 1127 s. info
  • Ca. 200 blan k dispozici u přednášejícího.
  • Compensatory contents: Ca. 200 slides/foils available at the lecturer
Výukové metody
Série přednášek
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 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 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.