Związki naturalne i wybrane techniki biochemiczne do ich badania

chemia

obowiązkowe

Student przed wykładem powinien posiadać wiedzę na temat podstawowych grup związków organicznych, ich budowy, właściwości i elementów stereochemii. Powinien również znać podstawowe mechanizmy reakcji przyłączenia, podstawienia i eliminacji oraz metody syntezy związków organicznych.

w sali

Wykład dotyczy podstawowych wiadomości o najważniejszych naturalnych związkach organicznych: aminokwasach, peptydach, białkach, węglowodanach, kwasach tłuszczowych, alkaloidach, kwasach nukleinowych. Dla każdej grupy związków omawiane będą: budowa, nomenklatura, podstawowe reakcje chemiczne, występowanie w przyrodzie i wykazywane efekty biologiczne. Omówione zostaną także wybrane, współcześnie stosowane w biochemii i biologii molekularnej, techniki przygotowania materiału biologicznego oraz jego badania. W zakres wykładu wejdą również wybrane zagadnienia związane z kwasami nukleinowymi oraz ich terapeutycznym zastosowaniem, zagadnienia współczesnej neurochemii, toksykologii oraz chemii ekosystemów oraz zagadnienia związane z projektowaniem leków peptydowych.

Wykład będzie składał się z 3 części:

1. Metody badania związków naturalnych

2. Związki naturalne

3. Projektowanie leków peptydowych (peptydomimetyki)

Ad 1. W trakcie wykładu zostaną omówione podstawowe techniki używane do przygotowania materiału biologicznego oraz jego badania, między innymi metody pozyskania makrocząsteczek (głównie białek i kwasów nukleinowych) z komórek, ich oczyszczania (różne typy chromatografii, elektroforezy oraz metody potwierdzenia sekwencji i czystości. Zostaną również przedstawione możliwości terapeutycznego wykorzystania kwasów nukleinowych.

Ad. 2. Wykład adresowany jest do tych słuchaczy, którzy pragną zapoznać się z elementami chemii niskocząsteczkowych związków naturalnych w jej współczesnym ujęciu. Wykładem objęte będą elementarne zagadnienia pierwotnego i wtórnego metabolizmu roślinnego. Poszczególne istotne grupy pochodnych: węglowodany, aminokwasy, kwasy tłuszczowe i prostaglandyny, terpenoidy, alkaloidy oraz związki fenolowe, będą systematycznie omówione. Poruszone będą również w ujęciu elementarnym zagadnienia współczesnej neurochemii, toksykologii oraz chemii ekosystemów, a także problemy związane ze wzajemnymi oddziaływaniami chemicznymi i współzależnościami wśród organizmów żywych. Między innymi omówiona zostanie symbioza i antybioza oraz mechanizmy i kanały wymiany informacji chemicznej (związki sygnałowe, feromony, zapachy i aromaty).

Ad. 3. W zakresie projektowania leków peptydowych omówione zostaną metody przekształcania endogennych peptydów o określonej aktywności biologicznej (szybko degradujących w środowisku płynów fizjologicznych) w peptydomimetyki o przedłużonym okresie półtrwania w organizmie i zachowanej (lub wyższej) aktywności biologicznej. Przedstawione zostaną metody syntezy peptydów, omówione zostaną przykładowe leki peptydowe stosowane w lecznictwie.

Dopuszczalna liczba nieobecności na wykładzie - 3

Całkowity nakład studenta: 75 godzin, w tym:

uczestnictwo w wykładzie - 30 godzin

praca własna po wykładzie - 10 godzin

konsultacje z prowadzącym - 10 godzin

przygotowanie do egzaminu - 25 godzin

1. J.M. Berg, L. Stryer, J.L. Tymoczko, G.J. Gatto Biochemia PWN 2018 lub J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer Biochemia krótki kurs PWN 2013

2. B. Alberts, D. Bray, A. Johnson i inni Podstawy biologii komórki PWN 2016

3. U. Wrzeciono, L. Zaprutko, „Chemia Związków Naturalnych. Zagadnienia wybrane”, Wydawnictwo Akademii Medycznej w Poznaniu, 2001.

4. I. Siemion, „Biostereochemia”, PWN, 1985

5. S. Kohlmünzer, „Farmakognozja”, PZWL, Warszawa 2000

6. A. Kołodziejczyk, Naturalne związki organiczne, PWN 2015

7. G. L Patrick, Chemia medyczna, PWN 2019

Student/studentka zna i rozumie:

K_W01: Ma rozszerzoną wiedzę o miejscu chemii w systemie nauk ścisłych i przyrodniczych, oraz o jej znaczenia dla rozwoju ludzkości.

K_W02: Zna podstawy biochemii i rozumie znaczenie zjawisk chemicznych w procesach zachodzących w przyrodzie ożywionej.

K_W10: Posiada dobrą orientację w aktualnych kierunkach rozwoju chemii i najnowszych odkryciach naukowych w danej specjalizacji chemicznej.

Student/studentka potrafi:

K_U03: Potrafi zastosować odpowiednie metody, techniki i narzędzia badawcze w ramach danej specjalności chemicznej, konieczne dla wyjaśnienia postawionego problemu.

Student/studentka jest gotów do

K_K01: Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się. Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze (także obcojęzycznej) oraz korzystać z rad ekspertów.

Egzamin pisemny, pytania obejmują proporcjonalnie każdą część wykładu.