Биохимия мембран
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В. Г. БЕЛИНСКОГО
Принято
на заседании Ученого совета естественно-географического факультета
протокол заседания совета факультета
Декан
|
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_________________М. А. Пятин
«___» _________2007 г.
|
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Биохимия мембран
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 020208–«Биохимия»
Факультетестественно-географический
КАФЕДРА биохимии
Пенза – 2007
1. Квалификационные требования
Квалификация выпускника
– биохимик.
Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки биохимика по специальности 020208 Биохимия при очной форме обучения 5 лет.
Квалификационная характеристика выпускника
Специалист-биохимик осуществляет деятельность по изучению строения и свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и его регуляции. Разрабатывает нормативные документы в своей области деятельности, организует и выполняет экспедиционные работы и лабораторные исследования; анализирует получаемую полевую и лабораторную информацию, обобщает и систематизирует результаты выполненных работ, используя современную вычислительную технику; составляет научно-технические отчеты и другую установленную документацию; следит за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов в области своей деятельности. Проводит экспериментальные исследования в своей области, формулирует их задачу, участвует в разработке и осуществлении новых методических подходов, обсуждении, оценке и публикации результатов, проводит патентную работу, участвует в работе семинаров и конференций, составлении патентных заявок.
Исходя из своих квалификационных возможностей, специалист-биохимик подготовлен к самостоятельной работе на должностях биохимика, врача-лаборанта, биолога, лаборанта-исследователя, инженера-исследователя, научного сотрудника в научно-исследовательских и научно-производственных учреждениях, и других должностях, в соответствии с требованиями Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих, утвержденных постановлением Минтруда РФ от 21. 08. 98 № 37.
программы психолого-педагогического профиля.
Область профессиональной деятельности
Исследование строения и физико-химических свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и молекулярных механизмов его регуляции.
Объекты профессиональной деятельности
Виды профессиональной деятельности
· Проведение научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор и подготовка научных материалов, квалифицированная постановка экспериментов, обработка результатов клинических анализов и экспериментальных исследований.
· Научно-производственная и организационная деятельность;
· Педагогическая деятельность (при условии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля) преподавание в средней и высшей школе, осуществление просветительской деятельности.
· Иные виды деятельности, позволяющие использовать базовую биологическую подготовку и подготовку по специальности 020208 – Биохимия.
2. Требования ГОС по дисциплине
Молекулярная организация биологических мембран; белки и липиды, динамические свойства мембран, белок-липидные взаимодействия; методы изучения состояния мембран и кинетики мембранных ферментов; активный и пассивный транспорт через мембраны, молекулярные механизмы функционирования ионных каналов, транспорт неэлектролитов; модификаторы мембран; искусственные мембраны.
3
. Цели и задачи дисциплины
биотехнологии и медицинской биохимии – тех областей, в которых биохимик может обеспечить практическую отдачу наиболее быстро и эффективно. Производство биологически-активных веществ методами биотехнологии, их использование для стимуляции и модификации метаболизма, понимание молекулярных основ патологических изменений в тканях и выработка рекомендаций для профилактики и лечения, выяснение механизмов осуществления и регуляции клеточного цикла – все эти теоретические или сугубо практические задачи требуют подготовки специалистов-биохимиков, сведущих в мембранологии.
Спецкурс «биохимия мембран» составляет неотъемлемую часть подготовки специалистов-биохимиков.
- изучение строения, тонкой организации биологических мембран и механизмов функционирования включенных в мембраны компонентов.
4. Место дисциплины в профессиональной подготовке студентов
Курс «Биохимия мембран» является курсом, для изучения которого необходимо наличие знаний об основных принципах организации биологических молекул, строении и механизмах действия ферментов. Дисциплина биохимия мембран относится к дисциплинам специализации федерального компонента.
5. Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины по учебному плану
Форма учебной работы
|
Форма обучения
|
Очная |
По семестрам
|
7
|
8
|
Общая трудоёмкость, всего часов
|
36 |
44 |
Аудиторные занятия (АЗ) |
17 |
22 |
Лекции (Л) |
17 |
11 |
Практические занятия (ПЗ) |
Семинары (С) |
Лабораторные занятия (ЛЗ) |
11 |
Другие виды аудиторных занятий |
Самостоятельная работа (СР)
|
19 |
22 |
Контрольная работа |
+ |
Компьютерное тестирование |
Курсовая работа |
Форма итогового контроля
(зачет, экзамен)
|
зачет |
6. Тематические планы для очной формы обучения на 7 семестр
№
п/п
|
Тема |
Кол-во часов |
Лекц. |
Лаб. |
Сам. |
Общее число часов |
17 |
0 |
19 |
1. |
Строение клетки. Разнообразие клеточных мембран |
2 |
2 |
2. |
Состав мембран. Мембранные липиды. Мембранные белки. Жидкие кристаллы. Водно-липидные смеси. Гидратация липидов. |
2 |
2 |
3. |
Термодинамика полиморфизма липидных структур. Фазовые переходы в липидных системах. Модельные мембранные системы. |
2 |
2 |
4. |
Принципы структурной организации мембранных белков и способы её прогнозирования для трансмембранных белков. Модели белков. |
2 |
2 |
5. |
Топография мембранных белков. Цитоскелет. Трансмембранная асимметрия липидов. Латеральная гетерогенность. |
2 |
2 |
6. |
Динамическое поведение мембранных систем. |
2 |
3 |
7. |
|
2 |
3 |
8. |
Адсорбция лигандов на бислое. Проницаемость липидных мембран для неэлектролитов и ионов. Электрические свойства мембран. |
3 |
3 |
на 8 семестр
№
п/п
|
Тема |
Кол-во часов |
Лекц. |
Лаб. |
Сам. |
|
11 |
11 |
22 |
1. |
Каналы и переносчики как ферменты: применение теорий скоростей. Унипортеры, симпортеры и антипортеры. |
1 |
2 |
3 |
2. |
Примеры пор и каналов: щелевые контакты, ядерные поровые комплексы, порины, натриевый и кальциевый каналы. |
1 |
2 |
3 |
3. |
Активные транспортные системы. Мембранные поры, создаваемые экзогенными объектами. Экзо- и эндоцитоз. |
1 |
2 |
3 |
4. |
Поверхность животной клетки. Рецепторы, ответственные за адгезию. |
1 |
2 |
3 |
5. |
|
1 |
2 |
3 |
6. |
|
2 |
3 |
7. |
Биосинтез и распределение мембранных липидов. |
2 |
1 |
2 |
8. |
|
2 |
2 |
Содержание дисциплины
Биохимия мембран.
Предмет науки. История. Разнообразие мембран.
Методы
.
Выделение мембран: разрушение клеток, разделение мембран. Разделение и анализ липидных компонентов мембран. Выделение и модификация мембраносвязанных компонентов.
Молекулярная организация биологических мембран. Жидкие кристаллы. Водно-липидные смеси. Гидратация липидов. Фазовые диаграммы однокомпонентных водно-липидных систем. Динамические свойства мембран. Термодинамика полиморфизма липидных структур. Фазовые переходы в липидных системах. Модельные мембранные системы.
3. Мембранные белки: характеристика и структурные принципы.
для трансмембранных белков. Ковалентная связь мембранных белков с углеводами и липидами. Модели мембранных белков. Методы изучения состояния мембран и кинетики мембранных ферментов.
Топография мембранных белков. Цитоскелет. Трансмембранная асимметрия липидов. Латеральная гетерогенность мембран.
5. Динамическое поведение мембранных систем и липидно-белковые взаимодействия
Модели движения мембранных компонентов. Применение мембранных зондов. Текучесть мембран. Вращение мембранных белков. Латеральная диффузия белков в мембранах. Динамические свойства остова мембранных белков и их боковых цепей. Мембранная энзимология.
Активный и пассивный транспорт через мембраны, молекулярные механизмы функционирования ионных каналов, транспорт неэлектролитов. Разнообразие функций переносчиков. Каналы и переносчики как ферменты: применение теорий скоростей. Унипортеры, симпортеры и антипортеры. Примеры пор и каналов: щелевые контакты, ядерные поровые комплексы, порины, натриевый и кальциевый каналы. Активные транспортные системы. Мембранные поры, создаваемые экзогенными объектами. Экзо- и эндоцитоз.
8. Клеточная поверхность: рецепторы и передача сигналов
Поверхность животной клетки. Рецепторы, определяющие клеточную адгезию. Рециклирование мембран с участием рецепторов. Семейства рецепторов, G-белки. Первичный ответ, вторичные посредники. Онкогены и передача сигнала.
Биосинтез и распределение мембранных липидов. Общие особенности экзоцитозного пути. Характерные пути биосинтеза мембранных белков. Сборка мультисуъединичных комплексов. Обновления компонентов мембран. Модификаторы мембран; искусственные мембраны.
Список основной литературы
1. Кагава Я. Биомембраны. М. 1985.
3. Геннис Р. Биомембраны. М. 1997.
4. Ленинджер А. Основы биохимии. - М.: Мир, 1985. - 260 с.
5. Практикум по биохимии/ под ред. С. Е. Северина и Г. А. Соловьёвой. - М.: МГУ, 1989. – 509 с.
Список дополнительной литературы
2. Ивков В. Г. Динамическая структура липидного бислоя. М. 1981.
Требования к уровню освоения программы и вопросы к зачету
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
Знать
основные принципы организации биологических мембран.
Уметь
выделять мембранные компоненты клетки.
Владеть приемами и навыками
1. Жидкие кристаллы. Водно-липидные смеси. Гидратация липидов.
2. Фазовые диаграммы однокомпонентных водно-липидных систем.
3. Термодинамика полиморфизма липидных структур. Фазовые переходы в липидных системах.
4. Модельные мембранные системы.
5. Структурные исследования мембранных белков. Принципы структурной организации мембранных белков и способы её прогнозирования для трансмембранных белков. Ковалентная связь мембранных белков с углеводами и липидами.
6. Модели мембранных белков.
8. Унипортеры, симпортеры и антипортеры. Примеры пор и каналов: щелевые контакты, ядерные поровые комплексы, порины, натриевый и кальциевый каналы.
9. Активные транспортные системы.
10. Мембранные поры, создаваемые экзогенными объектами.
11. Экзо- и эндоцитоз.
Поверхность животной клетки. Рецепторы, определяющие клеточную адгезию. Рециклирование мембран с участием рецепторов. Семейства рецепторов, G-белки. Первичный ответ, вторичные посредники. Онкогены и передача сигнала.
Сведения о переутверждении программы на очередной учебный год и регистрации изменений
Учебный год |
Решение кафедры |
|
Номера листов (страниц) |
заменен-ных |
новых |
|
20__/20__ |
Протокол № ____
от «____»____________20_ г.
Зав. кафедрой ______________
|
|
Протокол № ____
Зав. кафедрой ______________
|
20__/20__ |
Протокол № ____
Зав. кафедрой ______________
|
20__/20__ |
Протокол № ____
от «____»____________20_ г.
Зав. кафедрой _____________
_
|
|
Протокол № ____
от «____»____________20_ г.
Зав. кафедрой ______________
|
Программу составил:
1. Соловьев В. Б., канд. биол. наук, доцент _______________________
(подпись)
Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы.
Программа одобрена на заседании кафедры биохимии
Протокол № от «___» _____________ 200 года
Зав. кафедрой биохимии
д. б. н., профессор Генгин М. Т. ___________________________________
(подпись)
«_____» _____________ 2007 года
Председатель учебно-методического совета
к. т. н., доцент _________________ О. В. Зорькина
(подпись)
Программа одобрена учебно-методическим управлением университета
Начальник учебно-методического
(подпись)
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
Изменение |
Номера листов (стр.) |
Всего листов в док. |
Номера распорядит. документа |
|
Дата |
Срок введения
изменений
|
замен. |
новых |
аннул. |
|