Kurs Bioorganické chemie pokrývá velmi zajímavou a moderní mezioborovou oblast na pomezí organické chemie a biochemie a biologie. Kombinuje a porovnává molekulární principy struktury a funkce biomolekul, molekulární principy biologických a biochemických procesů (biochemie pohledem organických reakčních mechanismů), chemické syntézy a biosyntézy biomolekul a biomakromolekul, využití biochemických či biologických prostředků v organické chemii (biokatalýza), využití chemických prostředků ke studiu a ovlivňování biologických procesů (chemická biologie), konstrukce umělých bioanalogických systémů (syntetická biologie) a v neposlední řadě probírá základní fyzikální a chemické principy nejpoužívanějších metodik a technik biochemie a molekulární biologie. Předmět dává dostatečný základ organickým chemikům pro aktivní spolupráci s biochemiky či biology.
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
The course of Bioorganic chemistry covers the exciting and modern interdisciplinary area at the interface between organic chemistry and biochemistry or biology. It combines and compares molecular principles of structures of functions of biomolecules, molecular principles of biological and biochemical processes (organic chemistry of biochemical pathways), chemical syntheses and biosyntheses of biomolecules and biomacromolecules, use of biochemical and biological means in organic synthesis (biocatalysis), use of chemical means in studying and modulation of biological processes (chemical biology), construction of artificial bioanalogous systems (synthetic biology) and also gives basic physical and chemical principles of modern techniques of biochemistry and molecular biology. It gives the necessary background for an organic chemist to be able to actively collaborate with biochemists or biologists.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
Studenti budou umět:
rozumět struktuře a funkci biomolekul
molekulární principy a reakční mechanismy biologických a biochemických procesů
chemické syntézy biomolekul a biokonjugátů
využití biokatalýzy v chemii
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
Students will be able to:
understand the structure and function of biomolecules
know molecular principles and reaction mechanisms of biological and biochemical processes
chemical syntřheses of biomolecules and bioconjugates
applications of biocatalysis in chemistry
Literatura -
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
D: Van Vranken D., Weiss G. A.: Introduction to Bioorganic Chemistry and Chemical Biology, Taylor & Francis Group, 2012. 9780815342144
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
A: Van Vranken D., Weiss G. A.: Introduction to Bioorganic Chemistry and Chemical Biology, Taylor & Francis Group, 2012. 9780815342144
Studijní opory -
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
Studijní materiály k přednáškám u vyučujícího (kopie všech presentací na CD)
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
Available from the lecturer (copies of all presentations on CD)
Sylabus -
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
1.Úvod: základní typy a principy molekulových interakcí v chemii a biologii, stručný úvod do buněčné biologie.
2.Struktura a funkce nukleových kyselin: struktura DNA, RNA, genetická informace, další funkce RNA, triplexy a kvadruplexy, komplexy s nukleových kyselin s proteiny, vazby a interakce malých molekul, poškození DNA.
3.Biosyntéza a metabolismus nukleových kyselin a jejich složek: biosyntéza DNA (replikace) a RNA (transkripce) a jejich následné modifikace a katabolismus; biosyntéza a katabolismus nukleosidů a nukleotidů.
4.Chemické a enzymatické syntézy nukleových kyselin a jejich složek: syntézy a modifikace nukleobází, nukleosidů a nukleotidů, chemické syntézy oligonukleotidů na pevné fázi, biokatalytické syntézy a konstrukce oligonukleotidů a nukleových kyselin (primer extension, PCR).
5.Struktura a funkce proteinů: struktury proteinů (primární-kvartérní), konformace, konjugáty (glyko-, fosfo-, metaloproteiny atd.), izolace a analýza proteinů, struktura a funkce peptidů.
6.Biosyntéza a metabolismus proteinů: biosyntézy a metabolismus aminokyselin, biosyntéza proteinů (translace), posttranslační modifikace, štěpení a katabolismus proteinů, proteinové inženýrství, regulace genové exprese.
7.Chemické a biotechnologické syntézy peptidů a proteinů: chemické syntézy peptidů v roztoku a na pevné fázi, chránící a aktivační skupiny, kombinace chemických a enzymatických metod, rekombinantní metoda, peptidomimetika, kombinatorické přístupy.
8.Enzymy a mechanismy enzymatických reakcí: enzymy, kofactory, mechanismy a regulace enzymatických reakcí, termodynamika a kinetika enzymatických reakcí, inhibice.
9.Biokatalytické a biotechnologické metodiky v organické syntéze: využití enzymů, katalytických protilátek a celých mikroorganismů a buněčných kultur v organické syntéze, enzymové inženýrství a biotechnologie.
10.Sacharidy: struktura a funkce cukrů a oligosacharidů, metabolismus a základní principy chemických syntéz oligosacharidů a glykosidů, sacharidový kód, syntetické vakcíny.
11.Membrány a regulační procesy: struktura a funkce biomembrán, transport iontů a molekul přes membrány, regulační procesy - hormony, receptory a signální dráhy.
12.Biosyntéza a metabolismus dalších tříd přírodních látek: metabolismus lipidů, terpenoidů, alkaloidů, polyketidů atd., biomimetické totální syntézy přírodních látek.
13.Chemická biologie: využití chemických prostředků pro studium a ovlivňování biologických procesů, strukturní analogy biomolekul (antimetabolity), chemická genetika, konstrukce umělých bioanalogických systémů, principy in vitro evoluce.
14.Základní principy moderních metodik biochemie a molekulární biologie: chemické principy a přehled metodik produkce, izolace a analýzy nukleových kyselin a proteinů, sekvenace, blotování, PCR atd.
Poslední úprava: Fialová Jana (04.01.2018)
1.Introduction: basic principles of molecular interactions in chemistry and biology, short introduction to cellular biology.
2.Structure and functions of nucleic acids: structures of DNA and RNA, genetic information, other functions of RNA, triplexes and quadruplexes, complexes of nucleic acids with proteins, binding of small molecules, DNA damage.
3.Biosynthesis and metabolism of nucleic acids and their components: biosynthesis of DNA (replication) and RNA (transcription) and their further modifications, catabolism of nucleic acids, biosynthesis and catabolism of nucleobases, nucleosides and nucleotides.
4.Chemical and enzymatic syntheses of nucleic acids and their components: chemical synthesis and modifications of nucleobases, nucleosides and nucleotides, chemical synthesis of oligonucleotides on solid-support, biocatalytical synthesis and construction of oligonucleotides and nucleic acids (primer extension, PCR).
5.Structure and functions of proteins: structures of proteins (primary to quaternary), conformations, conjugates (glyco-, phospho-, metalloproteins etc.), isolation and analysis of proteins, structure and function of peptides
6.Biosynthesis and metabolism of proteins: biosyntheses and metabolism of amino acids, biosynthesis of proteins (translation), posttranslation modifications, cleavage and catabolism of proteins, protein engineering, regulation of gene expression
7.Chemical and biotechnological syntheses of peptides and proteins: chemical syntheses of peptides in solution and on solid support, protecting and activating groups, combination of chemical and enzymatic approaches, recombinant method, peptidomimetics, combinatorial approaches
8.Enzymes and mechanisms of enzymatic reactions: enzymes, cofactors, mechanisms and regulation of enzymatic reactions, thermodynamics and kinetics of enzymatic reactions, inhibition
9.Biocatalytical and biotechnological methods in organic synthesis: use of enzymes, antibodies and whole microorganisms and cell cultures in organic synthesis, enzyme engineering and biotechnology
10.Carbohydrates: structure and functions of carbohydrates and oligosaccharides, metabolism and basic principles in chemical syntheses of oligosaccharides and glycosides, saccharide code, synthetic vaccines
11.Membranes and regulation processes: structures and functions of biomembranes, transports of ions and molecules through membranes, regulation processes - hormones, receptors and signal transduction cascades
12.Biosynthesis and metabolism of other classes of natural compounds: metabolism of lipids, terpenoids, alkaloids, polyketides etc., biomimetic total syntheses of natural compounds
13.Chemical biology: use of chemical means in studying and modulation of biological processes, structural analogues of biomolecules (antimetabolites), chemical genetics, construction of artificial bioanalogous systems, principles of in vitro selection
14.Basic principles of modern methods of biochemistry and molecular biology: chemical principles and insight into production, isolation and analysis of nucleic acids and proteins, sequencing, blotting, PCR etc.
Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Kundrát Ondřej Ing. Ph.D. (08.01.2018)
Žádné.
Poslední úprava: Kundrát Ondřej Ing. Ph.D. (08.01.2018)
No.
Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Kundrát Ondřej Ing. Ph.D. (16.02.2018)
Předmět je zakončen písemnou zkouškou, která v případě výsledku mezi 50-70% může být následována ústní částí.
Poslední úprava: Kundrát Ondřej Ing. Ph.D. (16.02.2018)
The course is concluded with a written exam. In case of result 50-70%, an oral part of the exam may be applied.
Zátěž studenta
Činnost
Kredity
Hodiny
Účast na přednáškách
1.5
42
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi