Obecná biochemie

Obecná biochemie poskytuje základy biochemie, nezbytné pro další studium ve studijních programech vyučovaných na farmaceutické fakultě.

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 rostlin

Rozdíly v metabolismu živočišné a rostlinné buňky. Fotosyntéza, primární fotochemické děje, fotofosforylace, Calvinův cyklus, fotorespirace. Glyoxylátový cyklus. Asimilace dusíku a síry.

12. Biochemie hemu

Syntéza a odbourávání hemu. Žlučová barviva, jejich význam a vylučování.

13. 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.

14. Přehled regulačních mechanismů metabolických cest

Kompartmentace. Transport. Ovlivnění aktivity enzymů (allostericky, kovalentně). Ovlivnění proteosyntézy.

15. Neurochemie

Neurotransmitery, základy přenosu nervového vzruchu.

16. 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

1. Přehled metod využívaných pro biochemické studie:

  1. příprava a zpracování biologického materiálu (homogenizace tkání, centrifugace, ultracentrifugace aj.)
  2. chromatografické metody pro dělení a čištění biomolekul
  3. fotometrie a spektrofotometrie využívané pro měření aktivit enzymů

2. Enzymologie:

  1. vlastnosti enzymů
  2. obecné faktory, které ovlivňují aktivitu enzymů (např. pH, teplota). Optimalizace podmínek enzymové reakce in vitro
  3. kinetika enzymových reakcí
  4. inhibice a určení typu inhibice

Semináře

  1. Enzymy. Enzymová kinetika. Inhibice.
  2. Metabolismus živin a jejich vzájemné vztahy
  3. Regulace metabolických dějů

Laboratorní 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)

Literatura

© 2017 Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové | O webu a cookies | Kentico CMS