Δελτίο μαθήματος (Syllabus): ΕΝΖΥΜΟΛΟΓΙΑ Κωδικός μαθήματος: ΝΠ-29 Κύκλος/Επίπεδο σπουδών: Προπτυχιακό Εξάμηνο σπουδών: 2ο εξάμηνο Τύπος μαθήματος Μάθημα επιλογής Πιστωτικές μονάδες (ECTS): 2 Θεωρία (ώρες): 2 Εργαστήριο (ώρες): 2 Συντονιστής μαθήματος: Αναστασία Πανταζάκη, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Διδάσκων (οντες): Αναστασία Πανταζάκη, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια (Συντονίστρια) Γραφείο 511, 4ος όροφος κτιρίου Χημικού Συνεργασία με φοιτητές: Καθημερινά 11-12 π.μ. Επικοινωνία: Ε-mail (natasa@chem.auth.gr) Τηλ: 2310997838 Παπή Ρηγίνη, ΕΔΙΠ Γραφείο 521, 4ος όροφος κτιρίου Χημικού Συνεργασία με φοιτητές: Καθημερινά 11-12 π.μ. Επικοινωνία: Ε-mail (rigini@chem.auth.gr) Τηλ: 2310997878 Βοηθητικό προσωπικό: Γνωστικοί στόχοι: Η κατανόηση, από τη μεριά των φοιτητών, των βασικών αρχών της Ενζυμολογίας και της σημασίας της δομής και λειτουργίας των ενζύμων καθώς της συμβολής τους στην κατανόηση της Βιοχημείας.
Δεξιότητες: Εξοικείωση με βασικές έννοιες Ενζυμολογίας Διδακτικές μέθοδοι: Διαλέξεις καθ έδρας & φροντιστηριακές ασκήσεις. Περιεχόμενο του μαθήματος: -Ιστορική Αναδρομή -Η Δομή των ενζύμων -Κριτήρια ενζυμικών αντιδράσεων Ποσοτικός προσδιορισμός των ενζύμων -Εκλογή μεθόδου προσδιορισμού της δράσης των ενζύμων-πηγή ενζύμου Εκχύλιση των ενζύμων-μέθοδοι καθαρισμού των ενζύμων. -Ονομασία και κατάταξη των ενζύμων. -Μηχανισμοί ενζυμικών αντιδράσεων. Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής- Αντιδράσεις μεταφοράς ομάδων-αντιδράσεις υδρόλυσης-διάσπαση δεσμών με μη υδρολυτική απομάκρυνση ομάδων-αντιδράσεις ισομερίωσης-συνθετικές αντιδράσεις. -Πως λειτουργούν τα ένζυμα -Επίδραση της συγκέντρωσης του υποστρώματος-εξίσωση Michaelis Menten -Η ένοια των σταθερών Km και Vmax Γραφικός προσδιορισμός των Κm και Vmax- Επίδραση του ph-επίδραση της θερμοκρασίας-επίδραση της συγκέντρωσης του ενζύμου-ενζυμικές αντιδράσεις με περισσότερα από ένα υποστρώματα -Το ενεργό κέντρο-ιονικοί δεσμοί-δεσμοί υδρογόνου-υδρόφοβοι δεσμοί- Ομοιοπολικοί δεσμοί -Αναστολείς-Συναγωνιστική αναστολή-μη συναγωνιστική αναστολή-μικτή αναστολή-ανταγωνιστική αναστολή-γραφική αναπαράσταση του είδους της αναστολής-αναστολείς αυτοκτονίας Ενεργοποιητές -To μοντέλο του Hill-Το μοντέλο του Adair-Τομοντέλο MWC-To μοντέλο KNF- Το γενικό μοντέλο-αρνητική συνέργεια και αντιδραστικότητα των μισών κέντρων-περιπτώσεις ισομερίωσης ενζυμικών μορφών-βιολογική σημασία αλλοστερικών φαινομένων. -Στερεοεξειδίκευση ενζύμων -Περιορισμένη πρωτεόλυση ζυμογόνων-φωσφορυλίωση και αποφωσφορυλίωση ενζύμων Αλλες αμφίδρομες ομοιοπολικές τροποποιήσεις της δομής των ενζύμων εκτός από φωσφορυλίωση.
-Ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων σε βακτήρια-ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων, σε ζωϊκά κύτταρα-ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων από υποστρώματα και μεταβολίτες-ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων από ορμόνες. -Τα ένζυμα στην κλινική Χημεία -Βιοτεχνολογικές εφαρμογές των ενζύμων Προτεινόμενη βιβλιογραφία: 1. Ενζυμολογία: Ι.Γ. Γεωργάτσος- Τ.Α. Γιουψάνης- Δ.Α. Κυριακίδης (Εκδόσεις: Ζήτη), Θεσσαλονίκη, 2001. 2. Βασικά στοιχεία Ενζυμολογίας: N.C. Price & L. Stevens, Επιμέλεια Ελληνικής έκδοσης: Δ.Δ. Λεωνίδας & Ν.Α.Α. Μπαλατσός Επιστημονικές Εκδόσεις ΠΑΡΙΣΙΑΝΟΥ Α.Ε. 2015. Μαθησιακές δραστηριότητες: Παρακολούθηση διαλέξεων και φροντιστηριακών ασκήσεων. Μέθοδοι και διαδικασία αξιολόγησης: Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου. Η διαδικασία αξιολόγησης βασίζεται σε 8 ερωτήσεις όπου οι φοιτητές καλούνται να απαντήσουν. Oλα τα θέματα είναι ισοδύναμα. Ο χρόνος εξέτασης είναι 2,5 ώρες. Α) Οι εξετάσεις στο τέλος του εξαμήνου γίνονται στις ημερομηνίες και χώρους που ανακοινώνει το Τμήμα. Οι διαλέξεις και τα φροντιστήρια του μαθήματος γίνονται με χρήση ΤΠΕ (παρουσίαση με μορφή Powerpoint, φροντιστηριακές ασκήσεις κλπ). Οι διαλέξεις του μαθήματος, ανακοινώσεις, βαθμολογίες κλπ. αναρτώνται στον πίνακα ανακοινώσεων του εργαστηρίου Βιοχημείας. Διδασκαλία Η διδασκαλία του μαθήματος γίνεται με διαλέξεις και με φροντιστηριακές ασκήσεις.
α) Διαλέξεις. Οι διαλέξεις (μονόωρες) λαμβάνουν χώρα δύο φορές την εβδομάδα στην Βιβλιοθήκη του Εργαστηρίου Βιοχημείας και γίνεται χρήση ηλεκτρονικών μέσων για την προβολή των διαλέξεων. Διάλεξη Τίτλος Διδάσκων 1 Ιστορική Αναδρομή- Ονομασία και κατάταξη των ενζύμων 2 Η Δομή των ενζύμων-εύρεση αμινοξικής ακολουθίας των ενζύμων 3-4 Κριτήρια ενζυμικών αντιδράσεων Μέθοδοι ποσοτικού προσδιορισμού των ενζυμικών αντιδράσεων 5-6 Εκλογή μεθόδου προσδιορισμού της δράσης των ενζύμων-πηγή ενζύμου- Εκχύλιση των ενζύμων-μέθοδοι καθαρισμού των ενζύμων-πρωτόκολλο καθαρισμού-είδη ηλεκτροφόρησης 7-8 Ανασυνδυασμένες πρωτεϊνες-καθαρισμός ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών- Ενζυμομηχανική 9-10 Ενζυμικές αντιδράσεις-μηχανισμοί ενζυμικών αντιδράσεων. Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής-αντιδράσεις μεταφοράς ομάδων-αντιδράσεις υδρόλυσης-διάσπαση δεσμών με μη υδρολυτική απομάκρυνση ομάδων-αντιδράσεις ισομερίωσης- Συνθετικές αντιδράσεις. 11-12 Ενζυμα μεταβολισμού νουκλεϊνικών οξέων- Εξειδικευμένες νουκλεάσες-λιγάσες- Ελικάσες-Τοποϊσομεράσες-Πολυμεράσες του DNA-τελομεράσες Πολλαπλές μορφές ενζύμων-ισοένζυμα 13-14 Κινητική ενζυμικών αντιδράσεωνεπίδραση της συγκέντρωσης του υποστρώματος- Εξίσωση Michaelis Menten- Η ένοια των σταθερών Km και Vmax Γραφικός προσδιορισμός των Κm και Vmax- Επίδραση του ph-επίδραση της θερμοκρασίας-επίδραση της συγκέντρωσης του ενζύμου-ενζυμικές αντιδράσεις με περισσότερα από ένα υποστρώματα 15-16 -Το ενεργό κέντρο. Ιονικοί δεσμοί-δεσμοί
υδρογόνου-υδρόφοβοι δεσμοί-ομοιοπολικοί δεσμοί Αναστολείς-Συναγωνιστική αναστολή-μη συναγωνιστική αναστολή-μικτή αναστολή- Ανταγωνιστική αναστολή-γραφική αναπαράσταση του είδους της αναστολής- Αναστολείς αυτοκτονίας Ενεργοποιητές 17-18 Αλλοστερικά φαινόμενα-to μοντέλο του Hill- Το μοντέλο του Adair-Το μοντέλο MWC-To μοντέλο KNF-Το γενικό μοντέλο-αρνητική συνέργεια και αντιδραστικότητα των μισών κέντρων-περιπτώσεις ισομερίωσης ενζυμικών μορφών-βιολογική σημασία αλλοστερικών φαινομένων. 19-20 Στερεοεξειδίκευση ενζύμων - Πως λειτουργούν τα ένζυμα 21-22 Περιορισμένη πρωτεόλυση ζυμογόνων- Φωσφορυλίωση και αποφωσφορυλίωση ενζύμων Αλλες αμφίδρομες ομοιοπολικές τροποποιήσεις της δομής των ενζύμων εκτός από φωσφορυλίωση. 23-24 Ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων σε βακτήρια-ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων, σε ζωϊκά κύτταρα-ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων από υποστρώματα και μεταβολίτες-ρύθμιση της βιοσύνθεσης ενζύμων από ορμόνες. 25-26 Τα ένζυμα στην κλινική Χημεία Βιοτεχνολογικές εφαρμογές των ενζύμων Β) Εργαστήρια Οι φοιτητές υποχρεούνται να παρακολουθήσουν τέσσερις εργαστηριακές ασκήσεις (τρίωρες). Εργαστήριο 1 Τρόποι λύσης κυττάρων.σύντομη εισαγωγή για τον S. cerevisiae. Κριτήρια επιλογής ενζυμικής πηγής. Ιδιότητες ρυθμιστικού εκχύλισης. Αρχές εκχύλισης Διδάσκων
πρωτεΐνης. Πορεία καθαρισμού ινβερτάσης με βάση την διαλυτότητα σε ph, αιθανόλη, αλάτια. 2 Η αρχή της μεθόδου Bradford και της μεθόδου Nelson. H σημασία των διαδοχικών αραιώσεων. 3 Η εφαρμογή της χρωματογραφίας DEAE για τον καθαρισμό της ινβερτάσης. 4 Η κινητική και το πρωτόκολο καθαρισμού της ινβερτάσης