Biochemistry with elements of chemistry

Celem seminariów z biochemii jest poznanie i zrozumienie budowy chemicznej organizmów żywych, procesów chemicznych i energetycznych zachodzących w tych organizmach, ich współdziałania i regulacji na poziomie molekularnym. Zdobyta wiedza powinna ułatwić zrozumienie mechanizmów funkcjonowania organizmu człowieka w warunkach fizjologicznych i patologicznych. Student powinien rozumieć i umieć wyjaśnić biochemiczne podłoże chorób.

Celem seminariów z biochemii jest omówienie i przedyskutowanie zagadnień i wątpliwości w zakresie następujących treści: 1. Budowa i rodzaje aminokwasów, cukrów, tłuszczów i nukleotydów; rodzaje wiązań chemicznych.

2. Białka: podział, właściwości i budowa (struktura I, II, III i IV- rzędowa - rodzaje wiązań, typy struktury II-rzędowej (a-helisa, struktura pofałdowanej kartki). Budowa i znaczenie kolagenu, keratyny, mioglobiny, hemoglobiny. Hemoglobiny prawidłowe i patologiczne. Insulina - budowa insuliny ludzkiej, forma aktywna i prekursory. Zmiany struktury białek jako przyczyny chorób.

3. Enzymy: apoenzym, koenzym, grupa prostetyczna, centrum aktywne, miejsce allosteryczne. Klasyfikacja enzymów, koenzymy współdziałające z poszczególnymi klasami enzymów. Mechanizm działania enzymów - obniżenie energii aktywacji, tworzenie kompleksu ES, odwracalność reakcji enzymatycznej. Specyficzność działania enzymów. Czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznej. Kinetyka reakcji enzymatycznej - wpływ stężenia enzymu i substratu na szybkość reakcji enzymatycznej, powinowactwo enzymu do substratu - stała Michaelisa (Km).

4. Hamowanie reakcji enzymatycznej – typy hamowania, leki jako inhibitory. Regulacja aktywności enzymatycznej - ograniczona proteoliza, modyfikacja kowalencyjna, regulacja allosteryczna. Regulacja szlaków metabolicznych. Oznaczanie aktywności enzymatycznej - jednostki. Enzymy diagnostyczne. Izoenzymy i ich znaczenie w diagnostyce chorób.

5. Utlenianie tkankowe: łańcuch oddechowy, fosforylacja oksydacyjna, dekarboksylacja oksydacyjna pirogronianu, cykl Krebsa - reakcje, enzymy, koenzymy, fosforylacja substratowa. Inhibitory transportu elektronów i fosforylacji oksydacyjnej, związki rozprzęgające łańcuch oddechowy. Reaktywne formy tlenu, stres oksydacyjny.

6. Glukoza, kwasy tłuszczowe i ciała ketonowe jako źródła energii. Związki wysokoenergetyczne i ich rola w metabolizmie (ATP, GTP, UTP, CTP, fosfokreatyna, fosfoenolopirogronian, 1,3-bisfosfoglicerynian). Reaktywne formy tlenu, stres oksydacyjny.

7. Białka enzymatyczne i nieenzymatyczne w diagnostyce klinicznej - powtórzenie

8. Przemiany glukozy: glikoliza, glukoneogeneza, szlak pentozofosforanowy, fermentacja alkoholowa. Centralna rola glukozo-6-fosforanu w przemianach węglowodanów. Biosynteza i rola "aktywnej glukozy" (UDPG). Synteza i degradacja glikogenu. Regulacja poziomu cukru we krwi - działanie insuliny i glukagonu; cukrzyca.

9. Przemiany galaktozy, fruktozy. Budowa, rodzaje i znaczenie cukrów złożonych: proteoglikany. glikozaminoglikany (kwas hialuronowy, heparyna, siarczany chondroityny, siarczan heparanu). Glikoproteiny – budowa, funkcje.

10. Trawienie i wchłanianie związków odżywczych. Rola białek enzymatycznych i nieenzymatycznych w diagnostyce klinicznej.

1.Biochemia, Lippincott Illustrated Reviews, Denise R. Ferrier; wydanie 7., 2017

2. Biochemia, Podręcznik dla studentów uczelni medycznych, E. Bańkowski, Wyd. Med., Urban & Partner, Wrocław, wydanie ostatnie

3. Biochemia Harpera, Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell. PZWL, wydanie ostatnie

Zamierzone efekty kształcenia:

- student rozumie gospodarkę wodno-elektrolitową w układach biologicznych, równowagę kwasowo-zasadową, działanie buforów;

- zna podstawowe reakcje związków nieorganicznych i organicznych w roztworach wodnych;

- zna budowę prostych związków organicznych wchodzących w skład makrocząsteczek obecnych w komórkach, macierzy zewnątrzkomórkowej i płynów ustrojowych;

- zna funkcje i strukturę białek (I, II, II, IV-rzędową), lipidów, i polisacharydów, nukleotydów w komórce;

- opisuje podstawowe szlaki kataboliczne i anaboliczne, sposoby ich regulacji oraz wpływ czynników genetycznych i środowiskowych;

- rozumie pojęcia: potencjał oksydacyjny organizmu i stres oksydacyjny; zna enzymy biorące udział w trawieniu, mechanizm wytwarzania kwasu solnego w żołądku, rolę żółci w procesie trawienia, przebieg wchłaniania produktów trawienia; zna funkcje i znaczenie kliniczne podstawowych białek osocza.

Przedmiot roczny z końcową liczbą punktów ECTS w semestrze letnim:

seminaria 60h = 4,5 ECTS

Prezentacja multimedialna, filmy edukacyjne prezentujące omawiane na zajęciach treści. Wyjaśnianie i dyskusja na temat procesów metabolicznych zachodzących w organizmie żywym, ich powiązaniach i regulacji. Student oceniany jest za wypowiedzi ustne na zajęciach a także w trakcie pisemnego zaliczenia na zakończenie semestru.