|
|
| Soubory | Komentář | Kdo přidal | |
 |
Otazky ke zkousce_2VS_2024_25.pdf | Otázky ke zkoušce | MUDr. Vlastimil Kulda, Ph.D. |
|
P_2vs_24_25_zs.pdf | Sylabus přednášek - zimní semestr 2024/25 | MUDr. Vlastimil Kulda, Ph.D. |
|
S_2vs_24_25_zs.pdf | Sylabus praktik - zimní semestr 2024/25 | MUDr. Vlastimil Kulda, Ph.D. |
|
||
|
Metabolismus lipidů, oxidace a tvorba mastných kyselin. Metabolismus membránových lipidů, lipoproteiny,
steroidy. Metabolismus aminokyselin. Metabolismus nukleotidů a nukleových kyselin. Molekulární choroby, DNA diagnostika. Porfyriny, hemoglobin, plazmatické proteiny. Acidobazická rovnováha. Kyslíkové radikály a antioxidační ochrana organismu. Biochemie pojivové tkáně, kostí a zubů. Biochemie jater, ledvin, svalů, CNS. Biochemie výživy a hladovění. Xenobiochemie. Regulace biochemických pochodů. Poslední úprava: Buriánková Martina, Mgr. (14.02.2019)
|
|
||
|
Podmínky pro udělení zápočtu: 1. Účast na laboratorních cvičeních. Absence na laboratorních cvičeních 1-6 bude možné nahradit v průběhu ledna po předchozí rezervaci v Moodle kurzu. Absence na laboratorních cvičeních 7-9 (molekulární biologie) může být kompenzována vypracováním seminární práce. 2. Odevzdané a schválené protokoly z laboratorních cvičení (vyplněné pracovní listy). 3. Splnění hodnocených aktivit v Moodle kurzu Lékařská chemie a biochemie II. 4. Prokázané znalosti v zápočtovém testu. Počet pokusů je omezen na tři. Pokud student nevyčerpá tyto tři možnosti v rámci vypsaných termínů, nevzniká nárok na vypsání zvláštního termínu. Průběh zkoušky: Pro přihlášení se ke zkoušce je požadován zápočet z předmětu za letní (Lékařská chemie a biochemie I.) i zimní semestr (Lékařská chemie a biochemie II.). Ostatní podmínky pro přihlášení se ke zkoušce jsou dány prerekvizitami. Zkouška sestává z písemné a ústní části. Studenti úspěšní v písemné části postupují k části ústní. Pro splnění ústní části je třeba zodpovědět vylosované otázky - otázky týkající se náplně praktik a otázky z teoretické části. Pokud student u zkoušky neprospěl, musí absolvovat znovu celou zkoušku, tzn. písemnou i ústní část. Poslední úprava: Kulda Vlastimil, MUDr., Ph.D. (30.09.2024)
|
|
||
|
Povinná literatura: Poslední úprava: Kulda Vlastimil, MUDr., Ph.D. (30.09.2024)
|
|
||
|
Požadavky ke zkoušce jsou dány rozsahem přednášek, seminářů a laboratorních cvičení. Poslední úprava: Kulda Vlastimil, MUDr., Ph.D. (06.10.2020)
|
|
||
|
1. Úvod do studia biochemie Biochemie a její místo v systému biologických, chemických a lékařských věd. Úloha biochemie v současné medicíně, její perspektivy. 2. Vlastnosti peptidů a proteinů Rekapitulace aminokyselin a jejich třídění z hlediska polarity vedlejších řetězců, z hlediska acidobasických vlastností a z hlediska esenciálnosti. Výstavba peptidů a proteinů, jejich primární struktura. Informace o zjišťování primární struktury. Struktury vyšších řádů a jejich význam pro funkci peptidů a proteinů. 3. Enzymy Základní charakteristika enzymů a základní vlastnosti enzymů. Substrátová a reakční specifita enzymů. Enzymy jako bílkoviny. Apoenzymy a koenzymy. Aktivní centrum enzymů. Mechanismus katalytického působení enzymů, příklady. Thermodynamické a kinetické aspekty enzymové katalysy. Rychlost enzymové reakce, Michaelisova konstanta a její praktický význam. Inhibice enzymové reakce. Inhibitory kompetiční a nekompetiční. Allosterické enzymy a allostrická inhibice a aktivace, její význam v metabolismu. Isoenzymy – vztah ke genovému uspořádání, význam funkční a medicinsko-diagnostický. Klasifikace enzymů. 4. Energetika metabolismu, úloha makroergních sloučenin Chemické děje z thermodynamického hlediska. První a druhá věta thermodynamická. Enthaplie, volná energie, entropie. Děje endo- a exotermické. Entropie a živé systémy. Konzervace a přesun energie v živém systému, makroergní sloučeniny, ATP. 5. Oxidoredukční děje jako zdroj energie Oxidace a redukce. Redoxní potenciál a standardní redoxní potenciál. Thermodynamika přenosu elektronů. Redoxní děje jako hlavní zdroj energie aerobních organismů. 6. Tkáňové dýchání a jeho význam v metabolismu Mitochondrie a její stavba. Dehydrogenasy a jejich funkce. NAD a NADP. FMN a FAD. NADH dehydrogenasa. Koenzym Q. Cytochromový systém. Cytochrom c reduktasa a cytochrom c oxidasa. Celkové uspořádání dýchacího řetězce, přesuny elektronů a přesuny protonů. Vznik protonového gradientu a jeho využití. Syntéza ATP jako důsledek protonového gradientu. Stechiometrie dehydrogenace a tvorby ATP. Protonový gradient a tepelná regulace. Inhibitory tkáňového dýchání, jejich experimentální a medicinský význam. 7. Citrátový cyklus Struktura KoA, jeho vznik a funkce. Acetyl-KoA. Sled a popis metabolických přeměn v citrátovém cyklu. Dehydrogenační stupně citrátového cyklu a jejich spojení s tkáňovým dýchaním. Energetický výtěžek citrátového cyklu. Regulace citrátového cyklu na úrovni jednotlivých enzymů. Amfibolická povaha citrátového cyklu - nutnost doplňování cyklu. Hlavní anaplerotické (doplňující) reakce - pyruvátkarboxylasa. Mechanismus karboxylace, úloha biotinu. 8. Metabolismus sacharidů - glykolysa Popis jednotlivých glykolytických přeměn a enzymů katalyzujících tyto reakce. Glykolysa v aerobních a anaerobních podmínkách. Význam a vzájemné propojení glyceraldehydfosfátdehydrogenasy a laktátdehydrogenasy. Vznik laktátu. Energetický výtěžek glykolysy v aerobních a anaerobních podmínkách. Regulace glykolysy. Význam fosfofruktokinasy a fruktosa-2,6-bisfosfátu. Aktivace typu feedforward. 9. Další přeměny pyruvátu Anaerobní přeměna na laktát a její smysl. Alkoholové kvašení. Karboxylační přeměna na oxalacetát. Oxidační dekarboxylace pyruvátu a přeměna na acetyl-KoA. Celková energetická bilance přeměny glukosy za různých podmínek. Lokalizace jednotlivých metabolických pochodů v buňce, spojení extra- a intramitochondriálních redoxních dějů, malátový spoj, glycerolfosfátový spoj. 10. Glukoneogenesa Popis jednotlivých stupňů glukoneogenese - vztah ke glykolyse. Odlišné reakce glykolysy a glukoneogenesy. Cyklování těchto metabolických stupňů a jeho význam. Regulace glukoneogenesy. 11. Vznik a odbourávání glykogenu Struktura glykogenu, redukující a neredukující konce molekuly. Význam glykogenu v celkové koncepci energetického metabolismu. Odbourání glykogenu. Fosforylasa a mechanismus její aktivace a regulace. cAMP kaskáda. Odvětvující enzym a jeho transferasová a glukosidasová aktivita. Thermodynamika metabolismu glykogenu. UDP-glukosa. Glykogensynthasa a větvící enzym. Celková regulace metabolismu glykogenu. Regulace hladiny glukosy v krvi. 12. Pentosový cyklus Popis jednotlivých stupňů pentosového cyklu. Význam glukosa-6-fosfátdehydrogenasy pro vznik NADPH, redukovaného glutathionu a odbourání peroxidů. Vznik pentos a jejich význam. Transaldolasa a transketolasa. Spojení metabolitů pentosového cyklu s glykolysou. Význam pentosového cyklu pro fotosyntézu. Stručný popis fotosyntézy jako základního děje autotrofních organismů. 13. Metabolismus dalších sacharidů Sacharidy ve výživě. Trávení škrobu a resorpce glukosy. Trávení sacharosy, utilizace fruktosy a její problémy. Přeměna glukosy na galaktosu, biosyntéza laktosy. Trávení laktosy, utilizace galaktosy a její poruchy. 14. Přeměny mastných kyselin Mastné kyseliny jako předmět energetického metabolismu. Aktivace mastných kyselin - acyladenyláty a acyl-KoA. Transport aktivovaných mastných kyselin do mitochondrie. Acyl-karnitin. Beta-oxidace mastných kyselin, vznik acetyl-KoA. Energetický výtěžek oxidačního zpracování mastných kyselin. Porovnání oxidačních přeměn sacharidů a mastných kyselin z hlediska enegetického výtěžku a z hlediska spotřeby kyslíku. Odbourání mastných kyslin v mitochondriích a v peroxisomech. Biosyntéza mastných kyselin. Přesun látkového a redukčního potenciálu pro tuto syntézu z mitochondrie do cytoplasmy. Tvroba malonyl-KoA a její regulace. Význam ACP a vlastní tvorba mastné kyseliny. Vzájemná regulace odbourávání a tvorby mastných kyselin. 15. Vznik ketolátek. Vzájemné vztahy metabolismu sacharidů a mastných kyselin. Přeměna acetyl-KoA na hydroxymethylglutaryl-KoA. Vznik acetoacetátu a dalších ketolátek. Ketolátky jako ve vodě rozpustný ekvivalent mastných kyselin. Význam ketolátek při hladovění. Utilizace ketolátek myokardem, ledvinou a jinými tkáněmi, utilizace v mozku. Problém rovnováhy mezi tvorbou a utilizací ketolátek. Vzájemné přeměny sacharidů a tuků. Přeměna sacharidů na mastné kysliny a tuky. Nemožnost přeměny mastných kyselin na sacharidy zdůvodnění tohoto jevu. Metabolický rozvrat při jednostranné utilizaci tuků, diabetes mellitus. Ketolátky jako indikátor rozvratu, ketoacidosa. 16. Triacylglyceroly v metabolismu Triacylglyceroly jako zásobní látky. Jejich biosyntéza a štěpení. Tuky ve výživě. Jejich trávení a utilizace. Resyntéza v enterocytech a formování chylomikronů. VLDL. Lipoproteinlipasa. Utilizace mastných kyselin v různých tkáních, utilizace v adipocytech. Dynamická rovnováha tukových zásob. Absence glycerolkinasy v tukové tkáni a její význam. Vztah glykémie a odbourávání tukových zásob. Hormon sensitivní lipasa a její regulace. Mobilizace tuků. Neesterifikované mastné kyseliny v krvi a jejich transport albuminem. 17. Cholesterol a jeho metabolismus Biosyntéza cholesterolu. Význam HMG reduktasy jako hlavního regulovaného enzymu této biosyntézy. Hlavní úkoly cholesterolu v organismu. Odbourávání a vylučování cholesterolu. Tvorba žlučových kyselin. Kyselina cholová a chenodeoxycholová, jejich přeměny na deoxycholovou a lithocholovou. Význam žlučových kyselin, jejich enterohepatální oběh. Možnost terapeutických zásahů do metabolismu cholesterolu na úrovni kompetičních inhibitorů HMG reduktasy a na úrovni vylučování žlučových kyselin. 18. Lipoproteiny krevní plasmy, jejich přeměny a význam Trávení tuků a jejich resorpce. Formování chylomikronů, jejich cirkulace a rozklad lipoproteinlipasou. Odbourání chylomikronů remnans v játrech. Tvorba VLDL v játrech, jejich cirkulace v plasmě, odbourávání mastných kyselin, přeměna na IDL. Vznik LDL a jejich cirkulace. LDL receptory, utilizace LDL. Reversní transport cholesterolu, HDL, jejich vznik, význam a odbourání. Role jednotlivých apolipoproteinů a hlavních enzymů přeměn lipoproteinů. Zhodnocení jednotlivých typů lipoproteinů z hlediska jejich biologického významu a z hlediska významu rizik atherosklerosy. Vyšetření lipoproteinů krevní plasmy, hyperlipoproteinemie. 19. Steroidní hormony a vitaminy D Vitamin D a jeho přeměny na kalcitriol. Biosyntéza jednotlivých skupin steroidních hormonů, jejich význam v metabolismu. Odbourání steroidních hormonů a možnosti stanovení jejich metabolitů. 20. Metabolismus acylglycerolů a sfingolipidů Biosyntéza diacylglycerolfosfátu, aktivace na CDP-derivát, vznik fosfatidylserinu, fosfatidylaminoethanolu a fosfatidylcholinu. Inositolfosfatidy, kardiolipiny, etherové fosfolipidy a plasmalogeny, PAF. Fosfolipasy a jejich role v odbourávání fosfolipidů, produkce regulačních molekul - diacylglycerolu a inositoltrisfosfátu. Vznik sfingosinu, ceramidu a sfingolipidů - sfingomyelinů, cerebrosidů, sulfatidů a gangliosidů. Obecné zásady degradace sfingolipidů, možnost vzniku sfingolipidos. 21. Metabolismus nenasycených mastných kyselin a eikosanoidů. Přehled nejdůležitějších nenasycených mastných kyselin a jejich význam. Desaturasy, jejich význam a limitace účinku. Elongasy a jejich kombinace s funkcí desaturas. Podstata esenciálních mastných kyselin. Vznik eikosanoidů - prostaglandinů, prostacyklinů, tromboxanů a leukotrienů. Cyklická a lineární dráha jejich syntézy, význam těchto produktů. Účinek aspirinu, podstata účinku nesteroidních analgetik, antiflogistik a antipyretik. Význam polyenových mastných kyselin, zejména EPA, na metabolismus eikosanoidů, jejich význam ve výživě. 22. Metabolismus dusíkatých látek - obecná část Význam dusíkatých látek v metabolismu. Autotrofní a heterotrofní organismy z hlediska dusíkatého metabolismu. Esenciální aminokyseliny, dusíkatá bilance. Trávení bílkovin, vstřebávání aminokyselin. Degradace aminokyselin a dusíkatých látek. Organismy amonotelní, ureotelní a urikotelní. Odbourávání aminokyselin, centrální postavení glutamátu a aspartátu. Oxidační deaminace a transaminace. Detoxikace čpavku, význam glutaminu. Cyklus močoviny. Vztah cyklu močoviny k regulaci acidobasické rovnováhy. 23. Přeměny jednotlivých aminokyselin Glukogenní a ketogenní povaha degradačních produktů aminokyselin. Glutamát - degradace, vznik prolinu, ornithinu, argininu a GABA. Vznik a význam NO. Aspartát - degradace, donor aminoskupiny, úloha při syntéze pyrimidinů. Alanin - degradace. Methionin - trans-methylační pochody, degradace, vznik cysteinu. Cystein - degradace, cysteová kyselina, taurin, PAPS (aktivní sulfát). Selenocystein a selenomethionin. Valin, leucin, isoleucin - jejich význam, degradační dráha. Fenylalanin a tyrosin - fenylalaninhydroxylasa, podstata PKU. Vznik katecholaminů a jejich degradace, vznik prekursorů melaninu. Degradace tyrosinu a její poruchy. Threonin, jeho odbourání. Tetrahydrofolát a jeho úloha v metabolismu, zvláště v přeměnách aminokyselin. Přeměny glycinu a serinu, tzv. cholinový cyklus. Odbourání glycinu a serinu. Histidin - biosyntéza a odbourání. Histamin. Tryptofan - vznik tryptaminu, serotoninu, melatoninu. Odbourání tryptofanu. 24. Biosyntéza porfyrinů, vznik hemu a jeho degradace Základní metabolity biosyntetické dráhy vzniku porfyrinů, podstata porfyrií. Vznik hemu a jeho význam. Degradace hemu - biliverdin, bilirubin, konjugace bilirubinu, urobolinogeny, urobiliny. Vztah žlučových barviv k funkci jater, diagnostika žloutenek. 25. Biosyntéza a odbourání nukleotidů Biosyntéza pyrimidinových nukleotidů a její regulace. Biosyntéza purinových nukleotidů a její regulace. Význam APRT a HGPRT pro regulaci syntézy purinových nukleotidů. Význam nukleotidů v metabolismu. Vznik deoxynukleotidů. Methylace dUMP na dTMP. Odbourání nukleotidů, nukleosidů a basí. Význam AMP deaminasy a adenosindeaminasy. Vznik kyseliny močové a její význam. 26. Nukleové kyseliny - struktura a funkce Společné prvky a odlišnosti ve stavbě DNA a RNA. Význam těchto strukturních rozdílů pro funkci. Princip komplementarity a jeho význam pro uchování a předání genetické informace. Primární, sekundární a vyšší struktury DNA. Princip stanovení primární struktury DNA. Chromatin a základní principy jeho výstavby. 27. Nukleové kyseliny - biosyntéza Biosyntéza DNA. DNA polymerasy, DNA ligasy. Mechanismus replikace DNA. Telomery a jejich význam. Postsyntetická kontrola replikované DNA. Reparace DNA. RNA polymerasy, biosyntéza jednotlivých typů RNA. Regulace transkripce, posttranskripční úpravy rRNA, tRNA a mRNA. Mechanismus a význam sestřihu (splicingu). Struktura a organizace génu, génové rodiny, vztah k isoenzymům. 28. Proteosyntéza Úloha jedntlivých typů RNA v proteosyntéze. Stavba ribosomu. Role kodonu a antikodonu. Genetický kod, jeho principy. Mutace, jejich význam. Vlastní mechanismus proteosyntézy. Postsyntetické úpravy proteinů. Role endoplasmatického retikula, signální peptidy. Glykosylace, fosforylace, proteolytické a další úpravy proteinů a jejich význam. 29. Replikační cykly virů Viry jako modely replikace nukleových kyselin. Mechanismus replikace DNA virů. Lysogenní viry. Mechanismus replikace RNA virů. Retroviry, mechanismus jejich replikace a jeho význam. Virus HIV. Význam virů v onkogenesi, onkogeny a protoonkogeny. 30. Molekulární biologie jako nástroj biomedicínského výzkumu Restrikční endonukleasy a jejich význam pro manipulaci s DNA. Klonování DNA a jeho význam. Podstata genomových a cDNA knihoven, jejich použití. Podstata přípravy proteinů cestou genové manipulace a exprese v bakteriálních buňkách. Význam pro diagnostické a terapeutické použití. PCR, její metodický a diagnostický význam. Diagnostický význam analýzy DNA a RNA. siRNA jako nástroj regulace genové exprese, nástroj výzkumu a možné terapie. Principy genové a buněčné terapie. 31. Hemoglobin - struktura a funkce Struktura hemoglobinu, genové rodiny alfa a beta globinů, význam postupné exprese. Funkce hemoglobinu jako transportní molekuly a jako pufru, vzájemná podmíněnost obou funkcí. Hemoglobin jako allosterická molekula. Role BPG, CO2 a protonů v regulaci funkcí hemoglobinu. Podstata Bohrova efektu. 32. Imunoglobuliny - struktura a funkce Stavba imunoglobulinů, těžké a lehké řetězce, konstantní a variabilní části. Třídy imunoglobulinů - jejich strukturní podstata. Výstavba imunoglobulinových genů, jejich přestavba a exprese. Mechanismus změn v produkci imunoglobulinů různých tříd. Stavba a smysl T- receptorů, jejich analogie s imunoglobuliny. Další proteiny imunoglobulinové superrodiny - biologická role MHC I a MHC II. 33. Biochemie jater a základy xenobiochemie Úloha jaterního parenchymu v sacharidovém, lipidovém a dusíkatém metabolismu. Úloha jater v biotransformacích (xenobiochemii). Hlavní mechanismy biotransformací - dvoustupňový mechanismus biotransformací. Příklady biotransformací. Možný toxický a kancerogenní efekt biotransformací. 34. Biochemie svalu Základní svalové proteiny a jejich role ve svalové kontrakci. Mechanismus svalové kontrakce a její řízení. Úloha kalciových iontů, troponinu, tropomyosinu, aktinu a myosinu. Kontrakce v příčně pruhovaném a hladkém svalu. Metabolismus ve svalové tkáni, úloha myoglobinu, kreatinu, glykogenu, oxidačních procesů a anaerobních procesů. 35. Biochemie nervové tkáně Zvláštnosti metabolismu nervové tkáně. Spotřeba kyslíku a její důvody, spotřeba glukosy a její důvody, metabolismus ketolátek. Metabolismus aminokyselin v nervové tkáni. Některé vlastnosti tzv. hematoencefalické bariery a její význam. Nervové synapse - cholinergní, adrenergní, GABA. Přehled neurotransmiterů. 36. Struktura a funkce membrán Výstavba membrán různého typu a důvody jejich složení. Přesun jednotlivých látek přes membrány, nutnost transportních mechanismů: pasivní transport, kotransport, antiport, aktivní transport, sekundární aktivní transport. Princip pumpy a kanálu, jejich význam. 37. Biochemie pojivových tkání Význam extracelulární matrix a její složení. Kolageny - jejich role v tkáních. Biosyntéza kolagenu a posttranslační úpravy. Další proteiny matrix - elastin, fibronektin, jejich spojení s buňkami - integriny. Proteoglykanové komplex pojivové tkáně jejich význam. Kostní minerál, jeho složení, výstavba a resorpce. 38. Biochemie výživy a hladovění Složení lidského těla a nutnost stálé obměny a energetického příjmu. Složky potravy, požadavky na správné složení potravy. Esenciální složky potravy. Hladovění - 4 fáze z hlediska převažujícího metabolismu. Zvláštnosti metabolismu při hladovění. Částečné hladovění, podvýživa. 39. Antimetabolity a jejich význam Podstata antimetabolitů. Využití kompetičních inhibitorů jako antimetabolitů s léčebným účinkem. Příklady úspěšných antimetabolitů: analogy THFA, analogy nukleotidů. Význam pro chemoterapii a pro transplantace. 40. Kyslíkové radikály, antioxidační ochrana organismu Vlastnosti molekulárního kyslíku, tendence k produkci radikálů: superoxidový ion, hydroperoxylový radikál, peroxid vodíku, hydroxylový radikál. Radikálové reakce, peroxidace lipidů. Ochrana - superoxiddismutasa, peroxidasy, katalasa, glutathion-peroxidasa, glutathionreduktasa. Návaznost na pentosový cyklus, možné poruchy. Jiné, než kyslíkové radikály, negativní vliv biotransformací. Tzv. zametače volných radikálů. 41. Regulace biochemických pochodů Regulace v čase - regulace genovou expresí, regulace enzymové aktivity na různých úrovních, význam allosterických enzymů. Regulace v prostoru - kompartmentace a regulovaný transport, metabolity hladinové a metabolity “tunelované”. Poslední úprava: Kulda Vlastimil, MUDr., Ph.D. (30.09.2024)
|
|
||
|
Moodle kurz Lékařská chemie a biochemie II https://lms.lfp.cuni.cz/course/view.php?id=289 Poslední úprava: Kulda Vlastimil, MUDr., Ph.D. (30.09.2020)
|
| Hodnocení studenta | |
| Forma | Váha |
| Aktivní účast na výuce | 20 |
| Protokoly z laboratorních úloh (exkurzí nebo praxí) | 20 |
| Zkouškový test | 20 |
| Průběžné a zápočtové testy | 20 |
| Ústní zkouška | 20 |