NBIB14029U Proteinvidenskab og enzymteknologi

Årgang 2021/2022
Engelsk titel

Protein Science and Enzyme Technology

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i biokemi

Kursusindhold

Undervisningen omfatter proteiners kemiske og strukturelle egenskaber, aminosyresidekædernes reaktivitet, foldning og stabilitet, protein-protein og protein-ligand interaktioner, rekombinant proteinekspression, metoder til proteinoprensning og karakterisering, co- og post-translationelle modifikationer, basal bioinformatik (sekvens- og proteindatabaser samt in silico sekvens- og strukturanalyse), samt udvalgte eksempler til illustration af sammenhængen mellem proteiners struktur og funktion i en cellulær kontekst. Endvidere undervises i enzymmekanismer og regulering, protein-design og engineering samt aspekter af enzym(bio)teknologi. Øvelserne omfatter oprensning og enzymkinetisk karakterisering at et enzym.

Målbeskrivelser

Viden:

  • Kende aminosyrernes kemisk reaktive grupper samt almindelige modifikationer af disse brugt til analytiske formål
  • Forstå og redegøre for begreber som domæne, samt similaritet og homologi på både sekvens- og strukturniveau
  • Kende centrale sekvens- og strukturdatabaser
  • Forstå og redegøre for basale principper inden for proteinfoldning, stabilitet og nedbrydning samt ubiquitin-proteasomsystemet
  • Forstå principperne for membranproteiners strukturelle opbygning
  • Forklare principperne for protein-ligand og protein-protein interaktioner, forstå og redegøre for grundlæggende begreber (dissociationskonstant, kooperativitet, aviditet)
  • Kende principperne for heterolog proteinekspression i forskellige organismer
  • Forstå og redegøre for basale oprensnings- og analyseteknikker så som forskellige kromatografiske metoder, SDS-PAGE, fluorescens- og CD-spektroskopi, samt proteinstrukturbestemmelse ved NMR-spektroskopi, røntgenkrystallografi og cryoelektronmikroskopi
  • Kende co- og post-translationelle modifikationer og beskrive deres indflydelse på proteiners struktur og cellulære funktion
  • Beskrive og forklare enzymmekanismer og regulering af enzymaktivitet i udvalgte biologiske systemer
  • Forstå og redegøre for basale principper for protein-design og engineering
  • Kende til metoder til at forbedre enzymer til bioteknologisk anvendelse
     

Færdigheder:

  • Vurdere sammenhængen mellem proteiners struktur og funktion
  • Kunne foretage kvantitativ analyse af bindingsdata, f.eks. ved hjælp af et Scatchard plot
  • Kunne afgøre på baggrund af diagnostiske plots om en ligandbindings-proces udviser kooperativitet og om denne er positiv eller negativ
  • Anvende sekvens og strukturdatabaser samt internetbaserede redskaber til basal karakterisering af en proteinsekvens på forskellige strukturniveauer
  • Vurdere fordele og ulemper ved heterolog proteinekspression i forskellige organismer
  • Kunne beskrive sammenhængen mellem aminosyrers fysisk-kemiske egenskaber, deres reaktivitet og bidrag til proteinstruktur
  • Kunne udlede simple ligninger der beskriver sammenhængen mellem termodynamiske parametre (pKa, Kd, osv) og eksperimentelt observerbare egenskaber
  • Analysere og forklare enzymkinetiske reaktioner ud fra analyser af enzymkinetiske data, herunder kendskab til Michaelis Menten kinetik samt forskellige mekanismer for hæmning
  • Beskrive udvalgte eksempler på hvordan specifikke proteiners struktur relaterer til deres funktionelle egenskaber i en cellulær kontekst
  • Udføre basale analyser af proteiners egenskaber ud fra visuel analyse af deres tre-dimensionelle struktur
  • Udføre laboratoriearbejde på forsvarlig vis og anvende forskelligartet apparatur i forbindelse med laboratorieøvelser, og behandle de opnåede data både kvalitativt og kvantitativt


Kompetencer:

  • Dokumentere (vha laboratoriejournal) og præsentere resultaterne af udførte eksperimenter
  • Opnå viden om enzymmekanismer ud fra en fortolkning af videnskabelige data
  • Læse en original metodebeskrivelse og derfra udfærdige en forsøgsprotokol
  • Kombinere viden om proteinfoldning og stabilitet til en generel forståelse af forholdet mellem in vivo og in vitro proteinfoldning
  • Kritisk evaluere fordele og ulemper ved forskellige metoder til proteinoprensning og karakterisering
  • Kunne anvende den opnåede viden og færdigheder til at rationalisere et givent proteins opførsel baseret på en analyse af forholdet mellem dets struktur, funktion og mekanisme

Se Absalon. Ved sidste års kursus brugte vi følgende to lærebøger: "The Molecules of Life" (Kuriyan) og "Principles of Biochemistry" (Nelson & Cox), samt diverse videnskabelige artikler. 

Pensum i alle 1. års kurser samt i Molekylærbiologi, genetik og bioteknologi forudsættes bekendt.
Forelæsninger, teoretiske øvelser, computerøvelser og laboratorieøvelser.
  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 22
  • Forberedelse (anslået)
  • 304
  • Teoretiske øvelser
  • 32
  • Praktiske øvelser
  • 50
  • Eksamen
  • 4
  • I alt
  • 412
Mundtlig
Individuel
Kollektiv
Løbende feedback i undervisningsforløbet
  1. Der gives mundtlig og/eller skriftlig, kollektiv feedback til laboratorieøvelsesgrupperne på laboratoriejournal og rapport
  2. Der gives løbende, individuel og kollektiv feedback under laboratorieøvelserne
  3. Der gives kollektiv feedback i forbindelse med gennemgang af prøveeksamen
Point
15 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
---
Krav til indstilling til eksamen

For at indstille sig til eksamen skal den studerende have deltaget i minimum 80% af øvelsestimerne, og alle rapporter og journaler skal være godkendt.

Hjælpemidler
Kun visse hjælpemidler tilladt

Egen lommeregner må medbringes. Der tillades adgang til regneprogrammer på computeren.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ekstern censur
Reeksamen

Samme som ordinær eksamen.

Der kan ikke ses bort fra kravet om deltagelse i mindst 80% af øvelsestimerne, og studerende, der ikke opfylder kravet, skal derfor følge kurset igen det kommende studieår. Er kravet om deltagelse opfyldt, men ikke kravet om godkendelse af øvelsesrapporter, skal alle øvelsesrapporter være godkendt senest tre uger inden reeksamen.

Kriterier for bedømmelse

For at opnå karakteren 12 skal den studerende overbevisende og pæcist kunne demonstrere viden, færdigheder og kompetencer, som beskrevet under målbeskrivelsen.