BMB532: Fundamental Biokemi (10 ECTS)

STADS: 01012901

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i efterårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: bagatolli@bmb.sdu.dk

Yderligere undervisere
lfo@bmb.sdu.dk
b.vester@bmb.sdu.dk
cse@bmb.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Stoffet fra FF502: Fysik og matematik: Den matematiske modellerede videnskab. FF503: Kemi, Biologi og Molekylær Biologi - Den empiriske eksperimentielle videnskab. Alternativt: BB501, Biologi – fra molekyle til økosystem eller BB508 Dyre- og plantebiologi og MM502-Calculus II eller MM504-BioMat II forudsættes kendt.

Kursusintroduktion
Formålet med kurset er at give de studerende en grundig indføring i enzymers katalytiske egenskaber og virkemåde, i membraners opbygning og funktion samt et basalt kendskab til eukaryote cellers biokemi på molekylært niveau.  De studerende indføres i den basale teori om enzymer og membraner, samt de metoder, der anvendes i arbejdet med disse. Endvidere gennemgås de biokemiske processer i dyre- og planteceller med fokus på de metaboliske omsætningsveje i pattedyrceller og deres regulering.

Forventet læringsudbytte
Når kurset er færdigt, forventes den studerende at kunne:

• anvende metoder inden for enzymkinetik og kemisk kinetik til teoretisk og praktisk bestemmelse af karakteristiske konstanter, som f.eks. enzymers KM og turnover number  
• anvende teorien om kemisk kinetik og enzymkinetik til at opskrive hastighedsudtryk for ukatalyserede og enzymkatalyserede reaktioner 
• anvende klassisk termodynamik på biologiske problemstillinger 
• forklare, hvorledes enzymers aktiviteter reguleres, herunder allosteri og effekten af protoner 
• forklare biologiske membraners opbygning, samt hvorledes stoffer transporteres igennem disse 
• identificere biologiske membraners kemiske bestanddele, og beskrive strukturerne af membranlipider i vandig opløsning 
• beskrive eksperimentelle teknikker til undersøgelse af enzymer og membraner, herunder spektrofotometri og fluorescensspektroskopi 
• beskrive reaktionsmekanismerne for simple enzymkatalyserede reaktioner 
• beskrive bindingen af ligander til membranreceptorer 
• beskrive det termodynamiske og kinetiske grundlag for metabolismen samt forklare den frie energi og ligevægtskonstantens betydning for koblede reaktioner i metabolismen og ATP´s universelle rolle heri 
• beskrive transport af glukose og lipider i blodet og hvorledes den cellulære optagelse finder sted 
• beskrive metabolitter, enzymer og coenzymer fra glycolysen, gluconeogenesen, citronsyrecyklus, glyoxylatcyklus og principperne for regulering og integrering af reaktionsvejene 
• beskrive fotosyntesens lysreaktioner og CO2-fikseringsmekanisme i planter 
• beskrive reaktionsvejen og den overordnede regulering for metabolitter, enzymer og coenzymer i pentose fosfat cyclus
• beskrive metabolitter, enzymer, coenzymer i glykogen- og og den centrale fedtsyremetabolisme samt reguleringen heraf 
• beskrive virkningen af hormonerne insulin, glukagonog adrenalin på de metaboliske omsætningsveje i hjerne, muskler, lever og fedtvæv 
• beskrive de mekanismer der ligger til grund for den hormonelle påvirkning af blodets indhold af glukose og fedtsyrer

Emneoversigt
Følgende emner vil blive behandlet:

1. Termodynamik, herunder termodynamikkens 1. og 2. hovedsætning med hovedvægt på begrebet entropi
2. Eksperimentelle teknikker til undersøgelse af enzymer og membraner, især spektrofotometri og fluorescens spektroskopi
3. Kemisk kinetik – herunder første og anden ordens reaktioner
4. Simpel Michaelis-Menten kinetik
5. Bisubstratreaktioner
6. Kooperativitet og allosteri
7. Regulering af enzymaktivitet
8. Eksempler på enzymreaktionsmekanismer
9. Biologiske membraners bestanddele
10. Lipidstrukturer i vandig opløsning
11. Singer-Nicholson modellen af biologiske membraner
12. Lokale lipid strukturer
13. Diffusion af stoffer gennem membraner
14. Aktiv og passiv membrantransport
15. Ionkanaler
16. Membranreceptorer
17. Metabolisme: basale begreber og principper
18. Glykolyse og gluconeogenese
19. TCA
20. Oxidativ phosphorylation
21. Glycogen metabolisme
22. Lipidmetabolisme, herunder fedtsyre syntese og nedbrydning
23. Fotosyntesens lysreaktioner og CO2-fikseringsmekanismer
24. Integration af metabolismen

De studerende vil få lejlighed til at undersøge simple biokemiske problemstillinger gennem 4 laboratorieøvelser a 4 timer.

1. øvelse: enzymøvelse svarende til øvelsen på bmb502
2. øvelse: membranøvelse svarende til øvelsen på bmb502
3. øvelse: undersøgelse af alkalisk fosfatase aktivitet
4. øvelse: øvelse om oxidativ fosforylering

Litteratur

• L.A: Bagatolli: Thermodynamics and kinetics aspects of membranes and membrane transport, Provided via e-learn.
• L. Folke Olsen: Enzyme kinetics , Provided via e-learn.
• David L. Nelson and Michael M. Cox: LEHNINGER: PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY , 6th edition, 2013 W. H. Freeman and Company.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver

1. Beståede laboratorieøvelser. Bestået øvelseskursus (rapporter) er en forudsætning for at indstille sig til eksamen. Bestået/ikke-bestået, intern censur. Nærmere bestemmelser om frister og evt. genaflevering offentliggøres via Blackboard (01012912)

Eksamen- og censurform:

1. Skriftlig eksamen. Ekstern censur. Karakter efter 7-trinsskalaen, 10 ECTS (01012902)

Reeksamen i samme eksamenstermin eller i umiddelbar forlængelse heraf.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 54 timer
Træningsfase: 40 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 24 timer
 - Laboratorieøvelser: 16 timer

Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på dansk eller engelsk, afhængigt af underviseren.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2015 til 31. august 2016.