26 hod., nepovinná

Předmět je věnován přehlednému seznámení studentů s dynamicky se rozvíjející mezioborovou problematikou zahrnující znalosti chemického, farmaceutického a biotechnologického směru. Studenti se seznámí ve zkrácené formě s hlavními typy přírodních látek vyráběnými klasickými biotechnologickými procesy (antibiotika, alkaloidy apod.) i s přírodními látkami, které jsou připravovány rekombinantními technologiemi (enzymy). V obecné části je pozornost věnována především metabolickým drahám vedoucím k produkci hlavních skupin přírodních látek, poté se probírají jednotlivé typy přírodních látek produkovaných biotechnologicky, jejich indikace a funkce v organismu. Z hlavních skupin přírodních látek jsou podrobněji diskutovány polyscharidy, enzymy, vitaminy, antibiotika, alkaloidy, terpenoidy a fenolické látky.

Osnova dle týdenního členění výuky:

1. Definice přírodních látek a produktů . Přehled hlavních skupin biotechnologicky významných přírodních látek. Souvislost mezi strukturou a metabolicko produkcí.
2. Přehled hlavních metabolických drah primárního i sekundárního metabolismu. Principy účinku biologicky aktivních látek, cíle biologické aktivity na molekulární, buněčné a orgánové úrovni.
3. Biotechnologická produkce primárních a sekundárních metabolitů. Vývoj biologického činitele procesu - fyziologická adaptace, genová modifikace, transformace vyšších organismů
4. Polysacharidy: vláknina, gumy, slizy, pektiny. Deriváty cukrů. Rostliny a mikroorganismy produkující polysacharidy s významným biologickým účinkem, biotechnologická produkce.
5. Specificky aktivní proteiny a enzymy. Biotechnologická produkce enzymů, využití enzymů v biotechnologiích. Lektiny, intensivně sladké proteiny. Přírodní látky odvozené od aminokyselin.
6. Biotransformace - základní charakteristika procesů. Příklady využití biotransformací v biotechnologiích.
7. Antibiotika - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy. Současný stav produkce ve světě, výzkum a vývoj
8. Cytostatika a kancerostatika - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy
9. Alkaloidy. Obecné vlastnosti, taxonomický výskyt, protoalkaloidy. Alkaloidy ovlivňující signální funkci acetylcholinu. Produkční organismy, technologie. Drogy a jejich účinky, legislativa.
10. Vitamíny - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy
11. Fenolické látky. Obecné vlastnosti. Jednoduché fenoly, fenolické kyseliny a jejich estery, kumariny. Flavonoidy a lignany. Fytoestrogeny. Třísloviny. Chinony. Orcinoly a floroglucinoly.
12. Terpenoidy. Monoterpeny a esenciální oleje. Toxické diterpeny. Triterpenoidy, steroidy a karotenoidy.
13. Základy práce s rostlinnými a živočišnými buněčnými a tkáňovými kulturami.