Biochemia i regulacja metabolizmu 2600-BK-BRMBIOL-1-S2

Wykład obejmuje następujące treści:
1. Podstawowe wiadomości o enzymach: budowa, klasyfikacja, rola kofaktorów, mechanizmy regulacji enzymów. Regulacja enzymów przez modyfikacje kowalencyjne. Regulacja allosteryczna. Enzymy izosteryczne i allosteryczne, kinetyka reakcji enzymatycznych. Kinetyka inhibicji.
2. Termodynamika reakcji enzymatycznych: energia swobodna, potencjał przenoszenia grup, budowa ATP, wiązania wysokoenergetyczne, reakcje termodynamicznie korzystne (samorzutne) i niekorzystne, sprzężenie reakcji. Aktywne metabolity jako donory grup chemicznych. Strategie metaboliczne: anabolizm i katabolizm. Typy fosforylacji
3. Metabolizm węglowodanów: glikoliza, glukoneogeneza, synteza i degradacja glikogenu. Rola enzymów regulatorowych tych procesów, enzym dwufunkcyjny, regulacja hormonalna (adrenalina, insulina, glukagon) metabolizmu cukrów. Rola fosfataz i kinaz w regulacji metabolizmu glikogenu. Synteza glukozy z mleczanu, pirogronianu, glicerolu. Cykl Corich i cykl glukozowo-alaninowy. Różne drogi metaboliczne glukozo-6-fosforanu. Choroby metaboliczne wynikające z upośledzenia metabolizmu glikogenu. Biochemiczne podstawy insulinooporności
4. . Dekarboksylacja pirogronianu. Losy pirogronianu w zależności od warunków metabolicznych. Regulacja i przebieg cyklu Krebsa
5. Łańcuch oddechowy i fosforylacja oksydacyjna. Transport elektronów z cytoplazmy do mitochondrium (wahadło glicerolo-3-fosofranowe, wahadło jabłczanowo-asparaginianowe). Rozprzęganie gradientu protonowego (termogeneza, oksydaza alternatywna u roślin). Wydajność energetyczna glikolizy
6. Metabolizm lipidów: regulacja hormonalna hydrolizy lipidów, beta-oksydacja kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych, długołańcuchowych, o nieparzystej liczbie atomów węgla. Wydajność energetyczna spalania kwasu tłuszczowego. Losy acetylo-CoA w zależności od warunków fizjologicznych. Biosynteza ciał ketonowych, cykl glioksalowy. Biosynteza kwasów tłuszczowych i cholesterolu. Regulacja syntezy cholesterolu.
9. Integracja metabolizmu, profile metaboliczne narządów (wątroba, mięśnie, nerki, mózg). Metabolizm podczas głodu i sytości oraz w warunkach wysiłku fizycznego.

Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych obejmuje:
1. Oznaczanie glukozy metodą enzymatyczną
2. Fermentacja mleczanowa i etanolowa - analiza izoenzymów dehydrogenazy mleczanowej
3. Kinetyka enzymów allosterycznych na przykładzie dehydrogenazy izocytrynianowej
5. Izolacja mitochondriów. Wyznaczanie stałej inhibicji i określanie typu inhibicji dehydrogenazy bursztynianowej
6. Metabolizm polisacharydów zapasowych - enzymatyczna degradacja skrobi
7. Metabolizm aminokwasów i zasad azotowych - oznaczanie aminotransferazy alaninowej i kwasu moczowego