Detail předmětu

Biochemie II

FCH-MC_BCH2Ak. rok: 2022/2023

Úvod do metabolismu, metabolické dráhy, termodynamika živých systémů. Základní krátkodobé a dlouhodobé regulační mechanismy - regulace nezymové aktivity, regulace genové exprese, buněčná signalizace. Metabolismus sacharidů – glykolýza, fermentace. Metabolismus glykogenu. Glyoxalátový cyklus. Cyklus trikarboxylových kyselin. Glukoneogeneze. Biologické oxidace. Dýchací řetězec. Fotosyntéza. Metabolismus lipidů a mastných kyselin. Obecná izoprenoidní dráha, metabolismus cholesterolu. Dusíkaté látky I - Metabolismus aminokyselin, močovinový cyklus. Dusíkaté látky II - Porfyriny, biosyntéza a odbourání hemu. Regulace intermediárního metabolismu živin. Neurohumorální systém. Mechanismus účinku hormonů. Metabolismus nukleotidů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav chemie potravin a biotechnologií (ÚCHPBT)

Výsledky učení předmětu

Posluchači získají podrobnější přehled o chemických dějích probíhajících v živých buňkách v průběhu jejich životních funkcí a o způsobech regulace těchto reakcí na buněčné i molekulární úrovni. Získané znalosti jsou základním východiskem pro studium dalších disciplin, zejména biotechnologických a bioinženýrských.

Prerekvizity

Zkouška z Biochemie I.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou:
Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.
Cvičení - 1 hodina týdně. Podpory budou k dispozici v systému LMS Moodle, prezentace případně na MS Teams. Na e-learningu budou k dispozici interaktivní podpory a kontrolní otázky.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška z BIochemie II je výhradně ústní, student dostane kombinaci tří otázek pokrývajících celou problematiku.

Hodnocení cvičení: aktivní účast ve výuce, příprava prezentace. Absolování 4 průběžných testů o rozsahu 10 otázek, z každého je třeba získat 70 % bodů.

Osnovy výuky

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy buněčného metabolismu a jeho regulacemi. Na základě obecných principů biochemické termodynamiky budou probírány základní dráhy metabolismu sacharidů, mastných kyselin a aminokyselin. Součástí předmětu jsou dále biologické oxidace, tvorba buněčné energie a fotosyntéza. V rámci metabolismu nukleových kyselin a bílkovin bude vysvětlen průběh genové exprese a jeho regulace. Součástí předmětu jsou i vzájemné vztahy a regulace v rámci intermediárního metabolismu živin.
V rámci cvičení budou diskutována jednotlivá témata probíraná v přednáškách, a to v rozsahu hodinové dotace. Kruhové diskuse budou doplněny prezentacemi studentů na dané téma.

Přehled výuky dle týdenního harmonogramu:
1. týden: Základní principy výstavby živých systémů. Základy metabolismu – opakování.
2. týden: Regulace metabolických procesů 1: mechanismy regulace enzymové aktivity (allosterie, kovalentní modulace); buněčná signalizace.
3. týden: Regulace metabolických procesů 2: regulace genové exprese; řízení obratu proteinů.
4. týden: Metabolismus sacharidů - glykolýza, typy fermentace a jejich průmyslové využití. Produkty fermentace.
5. týden: Metabolismus fruktosy a galaktosy. Syntéza a odbourávání glykogenu + komplexní regulace. Polysacharidy.
6. týden: Cyklus trikarboxylových kyselin. Glukoneogeneze.Ketonové látky.
7. týden: Biologické oxidace. Transport elektronů a oxidační fosforylace – průběh, redoxní centra a jejich funkce, regulace dráhy a propojení s intermediárním metabolismem živin.
8. týden: Fotosyntéza – průběh a regulace (oxygenní, anoxygenní).
9. týden: Metabolismus lipidů, beta-oxidace mastných kyselin, biosyntéza mastných kyselin.Metabolismus lipidů a fosfolipidů.
10. týden: Obecná izoprenoidní dráha. Metabolismus cholesterolu.
11. týden: Metabolismus dusíkatých látek 1: fixace dusíku, odbourání aminokyselin, močovinový cyklus. Přeměny uhlíkatého skeletu AK. Biosyntéza aminokyselin (sirné, aromatické).
12. týden: Metabolismus dusíkatých látek 2: Aminokyseliny jako biosyntetické prekurzory. Metabolismus porfyrinů. Metabolismus nukleotidů. Biosyntéza a degradace nukleotidů a nukleových kyselin.
13. týden: Sekundární metabolismus. Sekundární metabolity rostlin, mikroorganismů, živočichů – přehled. Produkce vybraných sekundárních metabolitů – vitaminy, antibiotika, aromatické sloučeniny, přírodní barviva, alkaloidy, steroidy, glykosidy, terpenoidy.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy buněčného metabolismu a jeho regulacemi. Na základě obecných principů biochemické termodynamiky budou probírány základní dráhy metabolismu sacharidů, mastných kyselin a aminokyselin. Součástí předmětu jsou dále biologické oxidace, tvorba buněčné energie a fotosyntéza. V rámci metabolismu nukleových kyselin a bílkovin bude vysvětlen průběh genové exprese a jeho regulace. Součástí předmětu jsou i vzájemné vztahy a regulace v rámci intermediárního metabolismu živin.
V rámci cvičení budou diskutována jednotlivá témata v rozsahu hodinové dotace a budou doplněny prezentacemi studentů na dalé téma.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách není povinná, ale doporučuje se. Účast na vcičení je povinná a bude kontrolovaná.

Základní literatura

Kodíček M., Valentová O., Hynek R. (2018): Biochemie, VŠCHT Praha, 2.vydání (CS)

Doporučená literatura

Vodrážka Z.: Biochemie. Academia Praha, 1996 (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Program NKCP_ECHT magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
Program NPCP_ECHT magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
Program NPCP_CHMA magisterský navazující
specializace BF , 1 ročník, zimní semestr, povinný
specializace CHBL , 1 ročník, zimní semestr, povinný
Program NKCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
Program NPCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
Program NPCP_PCHBT magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný