Sylabus
Sylabus předmětu
1. Proteiny (přehled) Fyzikálně-chemické a biologické vlastnosti aminokyselin. Peptidy a proteiny, obecné vlastnosti, klasifikace a význam pro živý organismus. Struktura a prostorové uspořádání proteinů se zaměřením na funkci. Vztah mezi konformací proteinů a biologickým účinkem.
2. Enzymy Klasifikace a význam. Mechanismy a zvláštnosti enzymové katalysy. Enzymová kinetika. Regulace enzymové katalysy. Regulatorní enzymy a možnosti jejich ovlivnění, multienzymové systémy.
3. Základy termodynamiky biologických systémů. Katabolické a anabolické metabolické děje (obecně), jejich význam, regulace a lokalizace. Metabolismus obecně. Biologické oxidace. Termodynamika metabolických dějů.
4. Metabolismus cukrů Metabolismus glukosy — glykolysa a glukoneogenesa, jejich průběh, lokalizace a regulace. Substrátová fosforylace. Pentosový cyklus, lokalizace a regulace. Vzájemné přeměny monosacharidů. Glykogen — syntéza a štěpení, regulace obou dějů. Vztah metabolismu cukrů k ostatním metabolickým dějům. Význam cukrů.
5. Metabolismus lipidů Neutrální tuky, štěpení, syntéza, regulace. Mastné kyseliny se sudým a lichým počtem uhlíků, nenasycené mastné kyseliny, jejich oxidační štěpení a syntéza. Lokalizace a regulace. Fosfolipidy a glykolipidy, syntéza, štěpení, význam. Cholesterol, jeho syntéza a regulace syntézy. Vznik žlučových kyselin a steroidních hormonů. Význam lipidů. Vzájemný vztah metabolismu lipidů a cukrů. Ketogeneze. Metabolismus a význam ketolátek.
6. Metabolismus aminokyselin Obecné metabolické reakce aminokyselin. Močovinový cyklus. Metabolické reakce jednotlivých typů aminokyselin ve vztahu k produktu. Jejich význam energetický i látkový. Schéma syntéz aminokyselin v živočišné buňce. Vztah aminokyselin ke všem metabolickým dějům v buňce.
7. Citrátový cyklus Enzymy a reakce citrátového cyklu, regulace, lokalizace a vztah ke všem metabolickým přeměnám živin.
8. Dýchací řetězec a oxidační fosforylace Složky, funkce a význam dýchacího řetězce. Oxidační fosforylace, průběh, regulace a hypotézy vzniku ATP. Možné rozpojovače a inhibitory. Vztah oxidační fosforylace ke všem metabolickým přeměnám živin.
9. Metabolismus nukleotidů Syntéza a odbourávání purinových a pyrimidinových bazí. Syntéza ribonukleotidů a deoxyribonukleotidů. Význam a využití nukleotidů.
10. Transportní mechanismy a kompartmentace Transportní mechanismy a jejich význam pro regulace metabolických dějů v organismu. Mitochondrie, jejich uspořádání, lokalizace enzymů a enzymových systémů v mitochondrii. Transport přes vnitřní mitochondriální membránu. Význam dalších organel.
11. Biochemie hemu Syntéza a odbourávání hemu. Žlučová barviva, jejich význam a vylučování.
12. Mezibuněčná signalizace Endokrinní, parakrinní a autokrinní signály. Podrobné vysvětlení mechanismů přenosu informace endokrinními signály a jejich význam pro buňku, intracelulární děje spojené s přijetím signálu. Typy receptorů. Druzí poslové.
13. Přehled regulačních mechanismů metabolických cest Kompartmentace. Transport. Ovlivnění aktivity enzymů (allostericky, kovalentně). Ovlivnění proteosyntézy.
14. Základy xenobiochemie Enzymy, které přeměňují látky tělu cizí (monooxygenasy, reduktasy a konjugační enzymy). Možnosti ovlivnění aktivity těchto enzymů a farmakologický dopad těchto vlivů. Indukce. Inhibice. Význam xenobiochemie pro farmaceutickou chemii, farmakologii a toxikologii. Praktická cvičení: •Důkaz a stanovení aminokyselin (vlastnosti, koncentrace, TLC), vlastnosti roztoků bílkovin (isoelektrický bod, denaturace) •Stanovení koncentrace bílkovin (Biuretová reakce, Lowryho metoda) •Oddělování nízko- a vysokomolekulárních látek (dialýza, gelová chromatografie) •Měření aktivity enzymů (aktivita, specifická aktivita, vliv teploty) •Kinetika enzymových reakcí (stanovení základních kinetických parametrů – Michaelisovy konstanty, maximální rychlosti reakce) •Inhibice enzymové aktivity (stanovení inhibiční koncentrace IC50, vliv anorganických iontů) Semináře:
1. Enzymy. Enzymová kinetika. Inhibice.
2. Metabolismus cukrů a jejich vzájemné vztahy, regulace
3. Metabolismus lipidů a aminokyselin, jejich vzájemné vztahy a regulace
Anotace
Obecná biochemie poskytuje základy nezbytné pro další studium navazujících biochemických disciplín ve studijním programu Farmacie vyučovaných na farmaceutické fakultě. Vychází ze znalosti biologie, organické a bioorganické chemie, a morfologie a fyziologie člověka. Vykládá metabolické cesty, jejich regulaci, principy termodynamiky a enzymové katalýzy a zahrnuje základy proteosyntézy a xenobiochemie.
Témata: Proteiny, enzymy, enzymová kinetika, základy termodynamiky biologických systémů, metabolismus cukrů, metabolismus lipidů, metabolismus aminokyselin, citrátový cyklus, dýchací řetězec a oxidační fosforylace, metabolismus nukleotidů, transportní mechanismy a kompartmentace, biochemie hemu, mezibuněčná signalizace, přehled regulačních mechanismů metabolických cest, základy xenobiochemie