F7PMLGKB - Glykokonjugáty v biomedicíně

Přednáška představuje problematiku sacharidů jako základních informačních a rozpoznávacích molekul v přírodě. Zabývá se metabolismem sacharidů v organismu, popisuje biologické funkce sacharidů, jejich zapojení do komplexních biologických struktur a výskyt v přírodních látkách. V kurzu jsou shrnuty nejnovější poznatky ze strukturní analýzy a separace sacharidů včetně praktických tipů. Zvláštní pozornost je věnována uplatnění sacharidů v biomedicíně – součástí jsou i informace o významných mikrobiálních sacharidových strukturách, rozbor buněčných stěn bakterií apod. V kurzu je věnována pozornost i molekulám rozpoznávajícím sacharidy – lektinům

Forma ověření studijních výsledků: ústní prezentace (10 min) studenta na téma zadané na začátku semestru ze seznamu témat souvisejících s náplní předmětu. Závěrečný test (10 otázek) z přednesených témat formou otevřených otázek se stručnou odpovědí. Je nutno získat minimálně 50 % bodů. Neúčast na určeném termínu omlouvají pouze závažné zdravotní komplikace doložené lékařským potvrzením. Závěrečný test bude doplněný dle potřeby ústním přezkoušením. Výsledná známka vychází ze součtu bodů za prezentaci a z výsledku testu.

Požadavky na studenta: 100 % účast na přednáškách. Jednu absenci je možno řešit náhradou po dohodě s vyučujícím. Větší počet absencí bude řešen individuálně. Bez absolvované prezentace nelze absolvovat závěrečný test.

Témata přednášek:

1.Klasifikace, nomenklatura, základní struktury a stereochemie sacharidů. Vysvětlení a aplikace názvoslovných pravidel s praktickými příklady. Práce s molekulárními modely pro procvičení, upevnění a lepší pochopení probrané látky.

2.Úvod do laboratorní syntézy oligosacharidů se zaměřením na chemoenzymovou a enzymovou syntézu oligosacharidů: glykosidasy, glykosyltransferasy. Klasifikace a charakteristika jednotlivých skupin enzymů zpracovávajících sacharidy, CAZy databáze, příklady enzymových syntéz, mutageneze enzymů a přehled současného stavu vědění v této oblasti.

3.Techniky analýzy a separace sacharidů: GLC, HPLC, MS, NMR, tenkovrstvá chromatografie, derivatizační metody, afinitní chromatografie, optická rotace a cirkulární dichroismus ad.

4.Metabolismus sacharidů v organismu se zaměřením na anabolismus polysacharidů.

5.Přehled významných sacharidových derivátů vyskytujících se v přírodě a zajímavosti o nich (kardioglykosidy, saponiny, kyanogenní glykosidy ad.).

6.Rozbor průmyslově nejvýznamnějších sacharidů, např. škrobu, celulosy – problematika biopaliv, sacharosa – potravinářství, farmakologie ad. Struktura a funkce polysacharidů – chitin, dextrany, pektin, algináty, glykosaminoglykany a další homo- a heteropolysacharidy.

7.Úvod do problematiky glykoproteinů, glykolipidů a proteoglykanů. Biosyntéza, struktura, funkce.

8.Bakteriální a mikrobiální polysacharidy – struktura a funkce, představení zástupců jednotlivých typů bakterií a popis onemocnění, která vyvolávají.

9.Látky krevních skupin – princip systému ABO, struktura sacharidových epitopů, detekce, syntéza epitopů v organismu.

10.Klasifikace antibiotik glykosidického typu, jejich účinnost a aplikace.

11.Využití sacharidů a jejich derivátů v biomedicíně – sacharidové biomateriály, in vivo metabolické značení glykoproteinů, farmakologie – syntéza glykoproteinů s „human-like“ glykosylací, glykoarraye.

12.Lektiny jako rozpoznávací molekuly sacharidů – klasifikace jednotlivých skupin lektinů a nejvýznamnější zástupci, funkce v organismu i v přírodě, význam v biomedicíně a terapeutické aplikace.

není

Povinná literatura:

•MCMURRY, John. Organická chemie. Přeložil Jan BUDKA, přeložil Radek CIBULKA, přeložil Dalimil DVOŘÁK, přeložil Jaroslav KVÍČALA, přeložil Pavel LHOTÁK, přeložil Jiří SVOBODA. Brno: Vysoké učení technické v Brně, nakladatelství VUTIUM, 2021. Překlady vysokoškolských učebnic, svazek 8. ISBN 978-80-708-0930-3.

Doporučená literatura:

•HEINE, V., DEY, C., BOJAROVÁ, P., KŘEN, V., ELLING, L. Methods of in vitro study of galectin-glycomaterial interaction. Biotechnol. Adv. 2022, 58, 107928. ISSN 0734-9750

•MÉSZÁROS, Z., NEKVASILOVÁ, P., BOJAROVÁ, P., KŘEN, V., SLÁMOVÁ, K. Advanced glycosidases as ingenious biosynthetic instruments. Biotechnol. Adv. 2021, 49:107733. ISSN 0734-9750.

•VARKI, A., CUMMINGS, R. D., ESKO, J. D. Richard D. Cummings, Jeffrey D. Esko, Essentials of Glycobiology, 3rd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, U.S., 2017, ISBN 978-1621821328.

• Navazující magisterský studijní program Biomedicínské laboratorní metody (povinně volitelný předmět)