Enzimologija (BBK5009)

Dalyko anotacija lietuvių kalba

Suteikiamos bazinės enzimologijos žinios, būtinos vykstančių ląstelėje ir biotechnologinių procesų sudėtingumui suvokti. Studentai įsisavina pagrindinės klasikinės enzimologijos sąvokas, termodinaminius biokatalizės aspektus ir molekulinius mechanizmus, fermentinę kinetiką. Antroji kurso dalis skirta fermentų veiklos ląstelėje ypatumams atskleisti. Įsisavinami svarbiausi enzimologijos tyrimo metodai, įgaunami problemų sprendimo įgūdžiai, metabolizmo valdymo teorijos metodai.

Dalyko anotacija užsienio kalba

The knowledge on basic principles in enzymology is presented and more adequate understanding of complexity of cellular and biotechnological processes is developed. The basic concepts in Classical enzymology are explained including enzyme diversity, isolation and properties, thermodynamics and molecular mechanisms of biocatalysis and enzyme kinetics. In the second part of the course enzyme functioning in the living cell is considered.

Būtinas pasirengimas dalyko studijoms

Studentai turi būti išklausę biochemijos, ląstelės biologijos kursus.

Dalyko studijų rezultatai

Įsisavinti cheminės ir fermentinės katalizės sąvokas ir principus, suprasti katalizės svarbą ir mechanizmus. Mokėti išvesti fermentinių reakcijų greičio lygtis, apskaičiuoti kinetines konstantas.
Įgyti žinių apie fermentinių reakcijų greičio priklausomybę nuo pH ir temperatūros, apibrėžti pagrindinius fermentų aktyvumo slopinimo būdus. Gebės paaiškinti alosterinio reguliavimo ir konformacinių pokyčių esmę.
Įgyti žinių apie fermentų aktyvumo reguliavimą ląstelėse ir apie sisteminį ląstelės fermentinių sistemų tyrimo metodą jo praktinio taikymo biomedicinai ir biotechnologijai galimybes.
Įgyti žinių apie šiuolaikinius fermentų išskyrimo, valymo ir analizės metodus ir jų praktinio taikymo galimybes.

Dalyko turinys

1. Enzimologijos istorija. Pagrindinės enzimologijos sąvokos. Fermentų struktūros įvairovė ir klasifikacija. Fermentų aktyvumas ir jo vienetai
2. Kofaktoriai ir kofermentai, jų svarba fermentinei katalizei, įvairovė, klasifikacija ir funkcijos. Vitaminai.
3. Termodinaminiai biokatalizės aspektai. Fermentų veikimo mechanizmai.
4. Fermentinių reakcijų kinetika. (Michaelis ir Menten darbai, nuostovioji būsena, greičio lygties išvedimas, dvisubstratinių reakcijų kinetikos ypatumai).
5. Fermentinių reakcijų greičio priklausomybė nuo pH ir temperatūros. Slopikliai ir aktyvikliai.
6. Alosterija. Alosteriniai fermentai. Kooperatyvaus jungimo modeliai ir alosterinių fermentų pavyzdžiai. Alosterinių fermentų greičio lygtis ir kooperatyvios sąveikos įvertinimas.
7. Fermentų veikimo reguliacija ir valdymas. Grįžtamojo ryšio principas. Hierarchinis fermentinių sistemų valdymo principas ir lygmenys. Klasikinės enzimologijos ir ląstelės enzimologijos objektų skirtumai
8. Izofermentai, jų kilmė, atmainos, biologinės funkcijos ir taikymas
9. Fermentų kiekio valdymas. Fermentų apykaita. Fermentų sintezės indukcija ir represija. Fermentų skaidymas, jo svarba ir valdymas.
10. Audinių ir ląstelių erdvėskyra ir molekulių grūstis ląstelės aplinkoje. Fermentų sąveika. Tiesioginis metabolitų perdavimas. Fermentų veikimo vietos ląstelėje ir jų svarba valdymui. Daugiadarbiai fermentai
11. Fermentinių sistemų funkcinė organizacija į metabolinius kelius ir integruotas medžiagų apykaitos valdymas. Metabolinio valdymo teorija, jos svarbiausios sąvokos, teoremos ir taikymas
12. Posttransliacinės fermentų modifikacijos, jų svarba ląstelės medžiagų apykaitos ir biologinių funkcijų valdymui
13. Fermentų išskyrimas ir valymas. Fermentų struktūros tyrimas. Fermentų molekulinių parametrų ir aktyvaus centro struktūros nustatymas.
14. Fermentų praktinis taikymas biotechnologijai ir moksliniams tyrimams.
15. Nauji biokatalizatorių tipai, dirbtiniai fermentai, baltymų inžinerija.

Dalyko studijos valandomis

Paskaitos (P) 30 val.
Seminarai (S) 9 val.
Laboratoriniai darbai (L) 21 val.
Savarankiškas darbas 95 val.
Koliokviumas ir egzaminas 7 val.
Iš viso 162 val.

Studijų rezultatų vertinimas

Kolokviumas - 25 %, laboratorinių darbų rezultatų kokybė ir gynimas - 25 %, egzaminas - 50 %

Literatūra

1. 2012 J. Kadziauskas Biochemijos pagrindai Vilniaus universitetas
3. 2014 Thomas E Crowley, Jack Kyte. Experiments in the purification and characterization of enzymes Elsevier
4. 2005 Garrett R.H., Grisham C.M. Biochemistry. – International Student Edition Thomson Learning
5. 2007 P.F. Cook, W.W. ClelandEnzyme kinetics and mechanism Taylor and Francis group
Papildoma literatūra
1. 2014 Illanes A., L. Wilson. C. Vera. Problem solving in enzyme biocatalysis John Wiley &Sons, USA
2. 2011 Hans Bisswanger. Practical Enzymology, 2nd Edition Wiley –Blackwell