Technologia otrzymywania białek rekombinowanych 2600-TOBBIOT-1-S2

Przedmiot realizowany jest w formie wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych
Na wykładach zostaną omówione następujące tematy:
1. Wprowadzenie do podstawowych problemów i technik inżynierii genetycznej
2. Projektowania oraz wytwarzania białek o zmodyfikowanej strukturze i/lub funkcji
3. Wykorzystanie prokariotycznych oraz eukariotycznych systemów ekspresyjnych do syntezy białek
4. Czynniki wpływające na wydajność transkrypcji i translacji,
5. Najczęściej spotykane problemy i ich możliwe rozwiązania w eksperymentach nadekspresji białek w komórkach E.coli; procesy fałdowania i agregacji białek w komórce,
6. Systemy wydzielania białek,
7. Metody wprowadzania mutacji i tworzenia białek fuzyjnych,
8. Zwiększanie skali podczas tworzenia nadprodukcji białek
9. Przykłady wykorzystania białek fuzyjnych w medycynie i przemyśle
Ćwiczenia będą obejmować nastepujące zagadnienia:
Zajęcia organizacyjne. Zapoznanie z zasadami bhp w laboratorium badawczym. Omówienie warunków zaliczenia kursu. Zapoznanie z aparaturą wykorzystywaną w trakcie ćwiczeń.
Klonowanie genów do wektorów ekspresyjnych. Transformacja bakterii Escherichia coli i hodowla w celu uzyskania w nadprodukcji białek rekombinowanych.
Metody tworzenia białek fuzyjnych. Rodzaje nakładek. Oczyszczanie oraz detekcja białek rekombinowanych.
Czynniki wpływające na wydajność translacji, procesy fałdowania i agregacji białek w komórce.
Praca doświadczalna:
Przygotowanie plazmidu pGEX-6P-2 do klonowania – trawienie wektora enzymem restrykcyjnym XhoI, elektroforeza preparatywna zlinearyzowanego i defosforylowanego końcuów plazmidu

Przygotowanie insertu PnCDPK do klonowania – Trawienie enzymem XhoI plazmidu pTZ57R/T niosącego wstawkę ORF genu PnCDPK1, analiza elektroforetyczna, oczyszczanie otrzymanej wstawki, spektrofotometryczne określenie ilości

Ligacja wektora pGEX-6P-2/XhoI z fragmentem PnCDPK/XhoI, transformacja komórek kompetentnych E. coli linii BL21 wektorem pGEX-PnCDPK1

Ekspresja rekombinowanego plazmidu pGEX-PnCDPK1 w komórkach BL21 w celu otrzymywania białka rekombinowanego i uzyskania jego naprodukcji.

Oczyszczanie białka fuzyjnego i rekombinowanego przy użyciu wybranych technik chromatograficznych.

Analiza białkowych produktów ekspresji z wektora z użyciem SDS-PAGE i Western-blott z użyciem specyficznych poloklonalnych przeciwciał

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (40 godz.): - udział w wykładach - 10 h - udział w ćwiczeniach - 15 h - udział w konsultacjach -15 h

Efekty uczenia się - wiedza

W1 - Zna sposoby projektowania białek o znanej lub nowej strukturze i funkcji - K_W07, K_W08 W2 - Wybiera metody oczyszczania białek rekombinowanych - K_W04, K_W05, K_W15 W3 - Ma wiedzę w zakresie procesów fałdowania i agregacji białek – K_W08 W4 - Zna metody badań oddziaływań białko-białko – K_W05 W5 - Zna podstawowe pojęcia dotyczące działalności przedsiębiorstwa i zarządzania przedsiębiorstwem – K_W21 W6 - Rozróżnia zarządzanie przedsiębiorstwem od zarządzania produkcją – K_W21 W7 - Tłumaczy specyfikę procesów biotechnologicznych – K_W08

Efekty uczenia się - umiejętności

U1 - Opracowuje protokół otrzymywania wybranych przykładów białek rekombinowanych - K_U02, K_U06, K_U15 U2 - Wykorzystuje techniki biologii molekularnej i biochemii do produkcji białek rekombinowanych w bakteryjnych i drożdżowych systemach ekspresyjnych oraz metodą koekspresji dwóch białek - K_U07 U3 - Planuje proces wytwarzania nowego produktu - K_U06 U4 - Krytycznie ocenia przygotowane projekty nowych produkcji - K_U03, K_U05

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1 - Wykazuje aktywną postawę w upowszechnianiu pozytywnego wizerunku biotechnologii w życiu człowieka - K_K11, K_K08 K2 - Dostrzega konieczność stosowania metod ekonomicznych w organizacji procesów biotechnologicznych - K_K10 K3 - Jest zdolny do rozwijania indywidualnej przedsiębiorczości - K_K12

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: - wykład informacyjny z prezentacjami multimedialnymi Metody dydaktyczne poszukujące: - ćwiczenia laboratoryjne mają charakter doświadczalny (studenci realizują zadania w parach). Zajęcia są prowadzone w grupie 8-12 osób, ponieważ wymaga tego metodyka doświadczeń: dostęp do sprzętu i urządzeń laboratoryjnych, a także praca z odczynnikami chemicznymi. Ćwiczenia laboratoryjne prowadzone są w salach o ograniczonej ilości stanowisk, realizowane zadania wymagają precyzji, wykonywane są na specjalistycznym sprzęcie w parach. Wykonywanie eksperymentów pod opieką prowadzącego, w oparciu o pisemne instrukcje.

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- doświadczeń
- ćwiczeniowa
- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Wiadomości z dziedziny biochemii oraz genetyki molekularnej.

Koordynatorzy przedmiotu

Krzysztof Jaworski

Kryteria oceniania

Metody oceniania

Wykłady podlegający kontroli- zaliczenie pisemne – K_W04, K_W52, K_W07, K_W08, K_W15, K_W21, K_U02, K_U03, K_U05, K_U06, K_U07, K_U15, K_K08, K_K10, K_K11, K_K12.
Ćwiczenia - raport końcowy – K_W04, K_W52, K_W07, K_W08, K_W15, K_W21, K_U02, K_U03, K_U05, K_U06, K_U07, K_U15,
Aktywność (tylko kompetencje) – K_K08, K_K10, K_K11, K_K12

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

Literatura podstawowa:
Ratledge C., Kristiansen B., 2011. Podstawy biotechnologii. Wydawnictwo Naukowe PWN.
Turner P.C., McLennan A.G., Bates A.D., White M.R.H., 2007. Krótkie wykłady. Biologia molekularna. Wydanie drugie. Wydawnictwo Naukowe PWN.
Staroń A., Grabowska A., Jagusztyn-Krynicka E. K., 2008. Nadprodukcja i oczyszczanie rekombinowanych, heterologicznych białek w komórkach Escherichia coli. Postępy Mikrobiologii 47 (2): 83-95.
Nuc P., Nuc K., 2006. Produkcja rekombinowanych białek w Escherichia coli. Postępy Biochemii 52 (4) 448-456.
Gerd Gellissen (Ed.), 2005 Production of Recombinat Proteins, WILEY-VCh Verlag GmbH & Co. KGaA

Literatura uzupełniająca:

http://www.molecularfarming.com/
http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/Bialka-rekombinowane/

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 2600-TOBBIOT-1-S2 w USOSweb