PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Metody studia biomolekul - MC250P09B
Anglický název: Methods for studies of biomolecules
Český název: Metody studia biomolekul
Zajišťuje: Katedra biochemie (31-250)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2022
Semestr: zimní
E-Kredity: 4
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D.
Vyučující: prof. RNDr. Jiří Hudeček, CSc.
doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D. (26.09.2023)
Fyzikálně-chemické metody v biochemii (teoretické základy, instrumentace, aplikace).
Zdroje chyb, šum a metody zlepšování poměru S/N. Interakce elektromagnetického vlnění z hmotou a možnosti spektrálních metod. Vibrační (IR, Raman) spektra, rezonanční spektra (NMR, EPR, magnetická susceptibilita, ...). Moessbauerova spektra. Elektronové přechody, emise, absorpce, luminiscence, chiroptické metody (CD, ORD, LD). Optoakustická spektra. Metody ke studiu velikosti a tvaru biopolymerů (analytická ultracentrifugace, viskometrie, koligativní metody, hmotnostní spektrometrie, elastický rozptyl světla, zeta potenciál). Metody zjišťování chemické struktury biopolymerů (X-ray a difrakční analýza, Neutronová difrakce) či studia chemického složení a struktury biomolekul (MS, hmotnostní spektrometrie a kombinované techniky, proteomika). Termální analýza a kalorimetrie, studium kinetiky a interakcí biomolekul.

UPOZORNĚNÍ předmět volně navazuje na Metody biochemie MC250P09A, a předpokládá se znalost metod, principů technik a aplikací probíraných v tomto předmětu.
Literatura -
Poslední úprava: doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D. (26.09.2023)

DOPORUČENÁ LITERATURA:
Anzenbacher P., Kovář J.: Metody chemického výzkumu pro biochemiky, MŠ ČSR Praha, 1986, 175 str.

Kalous V et al.: Metody chemického výzkumu, SNTL Praha, 1987, 431 str. (pro základní orientaci v problematice studia)

P. Klouda: Moderní analytické metody, Nakl. Pavko Praha, 2016, 3.vyd., 176 str. (pro základní orientaci v problematice instrumentálních metod chemické analýzy)

Kalous V.: Jak moderní chemie zkoumá strukturu molekul. SNTL Praha. 1983, 152 str. (Stručný a jednoduchý úvod do z8klad; metodik studia struktury molekul).

Prosser V et al.: Experimentální metody biofyziky, Academia Praha, 1989, 712 str.

Kodíček M, Karpenko V: Biofyzikální chemie, 2. vyd. Academia Praha, 2000

ROZŠIŘUJÍCÍ LITERATURA

Monografie k jednotlivým probíraným metodám a skupinám metod.

Sheehan D.: Physical Biochemistry. Principles and Applications. 2nd Ed. Wiley-Blackwell, 2009.

Parson W.W.: Modern Optical Spectroscopy, Student Edition with Exercises and Examples from Biophysics and Biochemistry. Springer 2007.

Cantor C.R., Schimmel P. R. Biophysical Chemistry. Part II. Techniques for the study of biological structure and function. W.H. Freeman, S. Francisco 1980. (Velmi podrobný výklad principů nejdůležitějších metod)

Marshall A.G.: Biophysical Chemistry: Principles, Techniques, and Applications. J. Wiley N. York, 1978. (Obsáhlý text - 812 str. - se sjednocujícím fyzikálním pohledem na hlavní metody studia biomolekul.)

Walla P. J.:  Modern Biophysical Chemistry - Detection and Analysis of Biomolecules. 2nd Ed., Wiley-VCH Weinheim, 2014. (1st Ed. 2009).

Buxbaum E.:  Biophysical Chemistry of Proteins  - An Introduction to Laboratory Methods, Springer, N. York, 2011 (Dostupné také z: http://www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/629936153.pdf)

Creighton T. E.: Biophysical Chemistry of  Nucleic Acids and Proteins. Helvetian Press 2010.

 a další

 

 

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D. (09.10.2023)

Ústní nebo kombinovaná zkouška dle hlasování. Hlasování po dohodě s přítomnými studenty neproběhlo na první přednášce, s ohledem na řadu absencí a proběhne až v průběhu měsíce října, tak aby se ho mohla zúčastnit většina studentů.

Ústní zkouška bude ze dvou otázek dle okruhů otázek viz sylabus (jedna otázka "souhrnná" - přibližně pokrývající jeden probíraný okruh, druhá otázka detailnější - pokrývající jednu konkrétní metodiku s principy, experimentálními přístupy, technickými detaily a podmínky měření, aplikacemi pro studium biomolekul a případnými problematickými situacemi/omezeními při využití dané techniky). 

kombinovaná zkouška bude testem z 5 ti otázek (60 min.) slouží posluchačům jako písemná příprava pro případné ústní dozkoušení (maximální hodnocení 10 bodů za otázku, celkové hodnocení: výborně (50-44 bodů), velmi dobře (43-37 bodů), dobře (36-30 bodů))

UPOZORNĚNÍ předmět volně navazuje na Metody biochemie MC250P09A, a předpokládá se znalost metod, principů technik a aplikací probíraných v tomto předmětu.

Sylabus -
Poslední úprava: doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D. (06.10.2022)

ZÁKLADY FYZIKÁLNĚ CHEMICKÝCH MĚŘENÍ
(digitální a analogová měření, signál a šum, vyrovnávací počet, potlačování šumu a driftu - tlumení, akumulace dat, vícekanálová měření, Fourierova transformace, analýza dat - FFT, dekonvoluce, rozklad kompozitních signálů)

INTERAKCE ELMG VLN S HMOTOU
- fyzikální aspekty spektrálních měření, vztah vlnové délky, vlnočtu, frekvence a energie záření, Planckův vztah, obory vlnových délek a korespondující typy spektrálních měření, konstrukce spektrálních přístrojů - základní pojmy,
- elektronové přechody, čárová a pásová spektra, atomová emisní spektra, AAS, elektronová absorpční spektra molekul, UV-VIS spektroskopie proteinů a NK, malých biomolekul - chromogenní substráty, derivační a diferenční spektra UV/VIS, fotometrická stanovení proteinů a NK
- index lomu, disperze, refraktometrie, turbidimetrie a nefelometrie, měření opakních materiálů, spekulární a difusní reflektance, plasmonová resonance, fotoakustická spektroskopie
- chiroptické metody, polarimetrie, CD a ORD - využití pro odhad zastupení sekundární struktury, měření stability
- luminiscence, Jablonského diagram, bioluminiscence a chemiluminiscence, fluorescence a fosforescence, časově rozlišené a vícedimenzionální techniky
- vibrace dvou a víceatomových molekul, absorpční spektroskopie v infračervené oblasti, FTIR, odhad zastoupení regulárních sek. struktur v proteinech, spektra NIR, - Ramanova spektra, resonanční a povrchové zesílení Ramanova jevu, časově rozlišené techniky
- diamagnetické a paramagnetické látky, měření magnetické susceptibility,
- elektronová paramagnetická resonance,
- nukleární magnetická resonance, pulsní, vícerozměrné techniky NMR,
- Mössbauerova spektra

METODY KE STUDIU VELIKOSTI A TVARU MOLEKUL
(koligativní metody, elastický rozptyl světla, zeta potenciál, viskozimetrie, analytická ultracentrifuga, dvojlom za toku, dielekrická a vodivostní disperze)

METODY KE STUDIU CHEMICKÉHO SLOŽENÍ A STRUKTURY (hmotnostní spektrometrie, tandemové (MS/MS) a kombinované (LC/GC-MS) techniky, kvalitativní a kvantitativní analýza, strukturní proteomika (XL a H/D výměna)

DIFRAKČNÍ STRUKTURNÍ ANALÝZA
(základní krystalografické pojmy, rentgenová, neutronová a elektronová difrakce (monokrystaly, vláknité molekuly, polykrystal. prášky), kryoelektronová mikroskopie)

STUDIUM CHEMICKÝCH REAKCÍ A ROVNOVÁH
- základy kinetických měření, časová škála dějů, studium velmi rychlých dějů, metody kontinuálního a zastaveného toku, relaxační techniky,
- kalorimetrické metody a termická analýza, DSC,
- studium vazby ligandů na makromolekuly, prezentace vazebných křivek, rovnovážná dialýza, ITC, SPR

 

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK