|
Vyučující
|
-
Hrouzek Pavel, Mgr.
-
Hájek Jan, Ph.D.
-
Delawská Kateřina, Mgr.
-
Tučková Dominika, Ing.
|
|
Obsah předmětu
|
Hlavní náplní kurzu je rozbor znalostí o biologických aktivitách přírodních sekundárních metabolitů z hlediska toxikologického, farmakologického a funkcích těchto metabolitů přímo v produkčním organismu. U nejdůležitějších zástupců skupin přírodních látek používaných ve farmakologii a důležitých toxinů bude v rámci kurzu rozebrán mechanismus jejich účinku. Důležitá část látky je věnována mechanismu biosyntézy sekundárních metabolitů a znalostem o jejich distribuci a primární funkci v přírodě. Součástí předmětu bude též rozbor metodických přístupů používaných při vyhledávání bioaktivních látek. Kurz se skládá z 12 následujících přednášek: 1. Sekundární metabolity a proč je studovat, základní skupiny sekundárních metabolitů, propojení sekundárního a primárního metabolismu 2. Hlavní místa působení (targety) bioaktivních látek v prokaryotické buňce a virech 3. Hlavní místa působení (targety) bioaktivních látek eukarytiotiké buňce (rostlinná, lidská, "houbová") a v lidském organismu (neurotoxicita a nefrotoxicita). 4. Biosyntéza prokaryotických sekundárních metabolitů - Neribosomální peptidové syntetázy (NRPS) a systetázy polyketidů (PKS) 5. Nejdůležitější bakteriální metabolity I - antibiotika 6. Nejdůležitější bakteriální metabolity II - protirakovinné a protizánětlivé látky 7. Sekundární metabolity hub 8. Rostlinné sekundární metabolity I - alkaloidy 9. Rostlinné sekundární metabolity II - polyfenoly, terpenoidy, glykosidy 10. Příklady živočišných sekundární metabolitů a sekundární metabolity v symbiózách / Metody vyhledávání (screeningu) bioaktivních látek 11. Funkce sekundárních metabolitů v přírodě 12. Ekologické a ekotoxikologické aspekty produkce sekundárních metabolitů. Obsah cvičení: V rámci blokových cvičení budou studenti seznámeni se základními metodami analýzy sekundárních metabolitů a screeningovými metodami sloužících k jejich vyhledávání. V malých pracovních skupinách budou mít za úkol identifikovat bioaktivní látku v extraktu získaném extrakcí s přírodního materiálu.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Laboratorní práce
- Účast na výuce
- 42 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 10 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 20 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem kurzu je představit posluchačům různorodost organických molekul produkovaných organismy napříč celým evolučím spektrem. Jak však již název napovídá v probírané látce se zaměřuji na látky, které nějakým způsobem interagují s biologickými systémy, přičemž se může jednat o interakce způsobující toxický efekt, vedoucí k použití dané látky jako léčiva a nebo jsou ekofyiologicky důležité pro producenta dané látky. Kurz je koncipován, tak aby se neomezoval na pouhý výčet chemických struktur a jejich působení v živých organismech, ale zaměřuje se na pochopení obecných principů působení bioaktivních látek, jejich biosyntézy a provázání primárního a sekundárného metabolismu. Snahou je aby kurz poskytnul důležité a zajímavé informace jak studentům medicínsky tak obecně biologicky orientovaných, neboť zhruba polovina v současnosti používaných léčiv má svůj původ v přírodních metabolitech a zároveň se však stále více ukazuje, že sekundární metabolity, nejsou zdaleka tak "sekundární" a mají často svojí konkrétní úlohu.
Studenti v kurzu získají základní informace o hlavních skupinách sekundárních metabolitů a základní představu o biochemických drahách vedoucích k jejich biosyntéze v živých organismech. Těžiště kurzu však leží v pohopení mechanismu účinku hlavních skupin látek na buněčné a orgánové úrovni.
|
|
Předpoklady
|
Je předpokládána středoškolská znalost organické chemie. Výhodou je absolvování základního kurzu biochemie, buněčné a molekulární biologie.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Ústní zkouška, Rozhovor
Jelikož se jedná o téma velmi komplexní (s nepříliš dobře dostupnými materiály pro samostudium) doporučuje se přítomnost na přednáškách. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování praktik a odevzdání laboratorních protokolů.
|
|
Doporučená literatura
|
-
James R. Hans 2003: Natural products: The secondary metabolites. Print ISBN: 978-0-85404-490-0.
-
Ramawat,K.G., Merillon, J.M. 2007: Biotechnology, Second Edition: Secondary Metabolites. CRC Press, ISBN 9781578084289.
-
Welker M., von Döhren H. (2006): Cyanobacterial peptides - nature's own combinatorial biosynthesis. FEMS Microbiol Rev. 30:530-63.
|