230008 Chemistry of Macromolecules, Cofactors and Metal Ions in Biological Systems

Details
Department of Natural Sciences   90 %
Department of Ecology   10 %
Earliest Possible YearBSc. 3 year to MSc. 1 year
DurationOne block
 
Credits7.5 (ECTS)
Course LevelJoint BSc and MSc
Bach.kursus i blok 8 for vejledende biotek-studieplaner, andre kan dog tænkes at få brug for kurset på deres kandidatudd.
 
ExaminationFinal Examination

written examination


Written Exam in Lecturehall

All aids allowed

Description of Examination: 4 timers skriftlig eksamen

Weight: 100 %



pass/fail, internal examiner

Dates of Exam:
23 June 2006
 
Organisation of TeachingOversigtsforelæsninger, case stories, opgavegennemgang og konsultation i 6 timer ugentligt. Teoretiske øvelser og gruppearbejde: 6 timer ugentligt.
 
Block PlacementBlok 4
Week Structure: B
 
Teaching LanguageDanish
 
Optional PrerequisitesKemi og Biokemi 1
 
Areas of Competence the Course Will Address
Kompetencer indenfor grundvidenskab:
- specialiseret kendskab til livsprocesser på det molekylære plan
- grundlæggende forståelse for de videnskabelige metoder, der anvendes indenfor uddannelsens fagområder

Kurset vil herudover videreudvikle de studerendes evne til at
- overføre teorier og principper til nye situationer, dvs. inddrage teorier, principper og forksningsresultater fra grundlagsdiscipliner til selvstændig hypotese- og teori¬dannelse
- vurdere teoriers muligheder og begrænsninger
- læse, forstå og vurdere/bedømme videnskabelige kilder

Kompetencer indenfor teknologi og produktion:
Kurset vil øge de studerendes evne til at
- anvende teoretiske principper og inddrage forskningsresultater fra anvendelsesområder til selvstændig hypotese- og teoridannelse
- anvende IT ved bearbejdning og præsentation af resultater

Kompetencer indenfor Etik og værdier:
-
 
Course Objectives
Grundlæggende teoretisk indføring i makromolekylers kemi og vekselvirkning. Emnet omfatter peptiders, proteiners, kulhydraters og DNA/RNA's kemi, herunder sammenhænge mellem struktur, kemiske og fysisk-kemiske egenskaber og biologisk funktion. Ligeledes gives en grundig teoretisk indføring i metalioners kemi og deres betydning i den del af biologien, der især er aktuel for planter og dyr. Kurset inddrager funktion, analysemetoder, toksikologi, miljøforhold og metabolisme af metalioner
 
Course Contents
Kurset danner teoretisk grundlag for en del af temaarbejdet på bachelor- og kandidatuddannelsen for KVL's naturvidenskabelige studieretninger og vil hjælpe de studerende til at opfylde kravene om specialviden på et højere niveau.

Kurset inddrager makromolekylernes, cofaktorernes og metalionernes molekylære egenskaber i opløsning, deres isolering, analyse og strukturopklaring, herunder internetsøgning og visualisering af strukturinformation. Kurset vil også gennemgå relevante principper bag en række instrumentelle metoder til studier af protein struktur, metalloproteiner samt vekselvirkning mellem metalioner og makromolekyler, anvendelse af computerprogrammer til modellering af biologiske væskers ligevægtsforhold, redoxenzymers funktion og kinetik, modelforbindelser, grundstoffernes betydning for ernæring og i medicinen.

Mere specifikke emner for forelæsningerne kan således være:
- karakterisering, reaktivitet og kemisk modificering af peptider og proteiner
- cofaktorer og metalioner i biologiske systemer, klassificering og funktion.
- konformation og foldning af proteiner, termodynamik og den fysiske kemi bag
foldning og ligevægt i opløsning, dynamik
- protein-protein og protein-substrat/ligand vekselvirkning
- metalloproteiner, klassificering og funktion, redoxaktive metalloproteiner,
koblede reaktioner, langtrækkende elektrontransport biologiske systemer.
- steady state kinetik, bisubstratreaktionen, inhibering herunder katalytisk
mekanisme (molekylær biokatalyse) samt struktur-funktion sammenhænge i
enzymer. autooxidation, fri radikal reaktioner og antioxidanter,
- biovisualisering - protein struktur databaser og deres anvendelse. Forudsigelse af
proteiners sekundære struktur. Homologi modellering af protein 3D struktur. Ligand
docking og substrat specificitet.
- vekselvirkning mellem makromolekyler og øvrige biomolekyler i relevante matrix
systemer - inklusiv effekt på xenobiotika metabolisme.
- kulhydraters fysisk-kemiske egenskaber, polysacchariders struktur og funktion,
komplekse carbohydrater og glycoproteiner, karakterisering og analyse af
kulhydrater,
- vekselvirkning mellem lipider (membraner) og proteiner, lipoproteiner,
cellemembraner, struktur, aktiv og passiv transport
- DNA og RNA opbygning, konformation og foldning og katalytisk funktion

Efter gennemførelse af kurset vil den studerende være i stand til:
at udnytte kendskabet til makromolekylers kemiske egenskaber på et molekylært niveau i det eksperimentelle arbejde, f.eks. inden for bioteknologiske områder.
at analysere en given problemstilling vedrørende makromolekyler i biologiske systemer og foreslå egnede metoder til løsning af problemet
at vurdere et makromolekyles kemiske og fysisk-kemiske egenskaber udfra givne oplysninger.
at anvende struktur data til forudsigelser af struktur-funktionssammenhænge
at udnytte information fra databaser til forståelse af speciering af metalioner i biologiske systemer.
at analysere relevante problemstillinger for metalioners betydning for biologien.
at vurdere biologiske og miljømæssige konsekvenser for tilstedeværelse af de fleste grundstoffer.
 
Teaching And Learning Methods
Hovedtrækkene af kursets pensum gennemgås i forelæsningsform, men suppleres med relevante case stories og eksempler på opgaveløsning in plenum. Emnerne gennemgås af forelæsere med forskningserfaring på de områder de behandler. Indlæring og anvendelse af stoffet støttes ved teoretisk øvelsesundervisning i form af opgaveløsning.
 
Course Litterature
Emnerne på kurset kræver nok mere end èn lærebog (D. Voet & J.G. Voet "Biochemistry", third edition, John Wiley & Sons Inc, 2004 kunne være en af lærebøgerne). Derudover vil der blive udleveret noter samt primær litteratur.
 
Course Coordinator
Morten Jannik Bjerrum, mobj@life.ku.dk, Department of Natural Sciences/Bioinorganic Chemistry, Phone: 35332452
 
Study Board
Study Committee NSN
 
Course Scope
lectures44
theoretical exercises24
project work24
preparation110
examination4

206