Makromolekyler, cofaktorer og metalioner og deres kemi i biologiske systemer

Kursusindhold

 

Kurset inddrager makromolekylernes, cofaktorernes og metal-ionernes molekylære egenskaber, aspekter omkring deres isolering, analyse og strukturopklaring, herunder internetsøgning og visualisering af strukturinformation. Kurset vil også gennemgå relevante principper bag en række instrumentelle metoder til studier af proteinstruktur, metalloproteiner samt vekselvirkning mellem metalioner og makromolekyler, anvendelse af computerprogrammer til visualisering af molekylræe egenskaber, beskrivelse af biologiske væskers ligevægtsforhold, redoxenzymers funktion og kinetik, modelforbindelser, metalioners betydning for ernæring og i medicinen.

Mere specifikke emner for forelæsninger og projekter kan således være:
- karakterisering, reaktivitet og kemisk modificering af peptider og proteiner
- cofaktorer og metalioner i biologiske systemer, klassificering, speciering og funktion.
- konformation og foldning af proteiner, den fysiske kemi bag foldning og ligevægt i opløsning
- protein-substrat/ligand vekselvirkning
- metalloproteiner, klassificering og funktion, redoxaktive metalloproteiner,
elektrontransport i biologiske systemer.
- struktur-funktion sammenhænge i (metallo)enzymer.
- biovisualisering - protein struktur databaser og deres anvendelse. Forudsigelse af proteiners 2D og 3D struktur.
- membranproteiner og andre aspekter af vekselvirkningen mellem biomolekyler og memebraner

 

Engelsk titel

Chemistry of Macromolecules, Cofactors and Metal Ions in Biological Systems

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i biologi-bioteknologi
Bacheloruddannelsen i naturvidenskab og IT

 

Målbeskrivelse

 

Makromolekyler, cofaktorer og metal-ioner og deres kemi i biologiske systemer er et kursus, der fokuserer på makromolekylers molekylære struktur og vekselvirkninger. Der er specielt fokus på den rolle som såvel bio-organiske som bio-uorganiske co-faktorer samt metal-ioner spiller i biomolekylære processer. Der er primært fokus på proteiner, men udvalgte dele af peptiders, lipiders, kulhydraters og DNA/RNA's biologiske kemi kan behandles, herunder sammenhænge mellem struktur, kemiske og fysisk-kemiske egenskaber og biologisk funktion. Ligeledes gives en teoretisk indføring i metal-ioners kemi og deres betydning i makromolekylers kemi - specielt med henblik på proteiner.
Kurset er tænkt som en videreføring af den grundlæggende undervisning i kemi og biokemi og danner et fundament for videregående uddannelse indenfor bioteknologi samt biomedicinsk og biologisk kemi.
Kurset implementerer undervisningselementer der sigter mod aktivering og stimulering af aftagerne, men samtidig kræver en studieindsats præget af selvstændighed. Dette udmøntes primært i et større problem-baseret gruppearbejde med et væsentligt element af selvvalg og formulering af egne mål.
Det vigtigste læringsmæssige mål for kurset er at introducere forskningsmetodik i undervisning, herunder literatursøgning og behandling af primær forskningsliteratur, samt formulering af egne problemstillinger og hypoteser.


Mål for opnåelse af viden:
- Redegøre for grundlæggende aspekter af makromolekylers 3D struktur og dynamik inkl. vekselvirkninger med co-faktorer og metal-ioner.
- Beskrive molekylære sammenhænge indenfor makromolekylers rektionskinetik og reaktionsmekanismer
- Redegøre for grundlæggende eksperimentelle teknikker til fastlæggelse af makromolekylers kemiske og fysisk-kemiske egenskaber

Mål for opnåelse af færdigheder:
- Søge primær litteratur indenfor fagområdet inkl. vurdering af kvalitet, relevans og anvendelighed.
- Søge og anvende strukturdata til forudsigelser af struktur-funktionssammenhænge
- Udnytte IT ved behandling og præsentation af resultater, herunder information fra databaser
- Fortolke eksperimentelle spektroskopiske og kinetiske data
- Analysere relevante problemstillinger for metal-ioners betydning for biologien.

Mål for opnåelse af kompetencer:
- Anvende teoretiske principper og forskningsresultater til hypotese- og teoridannelse omkring makromolekylers funktion og reaktionsmekanismer.
- Udnytte viden om makromolekylers og metal-ioners kemiske egenskaber på et molekylært niveau i design af eksperimentelt arbejde.
- Overføre viden og færdigheder inden for fagområdets primære litteratur til andre sammenhænge og at kunne samarbejde og kommunikere effektivt omkring dette.
- Have opnået et bedre erkendelsesmæssigt grundlag for at kunne reflektere over kvaliteten af videnskabelig literatur.

 

Hovedvægten af undervisningen foregår via et større teoretisk projektbaseret gruppearbejde. Der arbejdes i gruppe af 2-4 studerende som hver tilknyttes en vejleder. Projektarbejdet udmøntes i en kortere skriftlig rapport, poster eller i et multimediebaseret produkt. Det udarbejdede produkt er oplæg til en individuel mundtlig eksamination tilsammen med en videnskabelig artikel. Aktiv deltagelse i projektarbejdet er en obligatorisk forudsætning for deltagelse i den skriftlige eksamen. Der suppleres med forelæsninger, opgaveregning og PC-baserede øvelser for at understøtte den fælles del af kursets pensum. Emnerne gennemgås af en række forelæsere med forskningserfaring på de områder, de behandler.

Projektarbejdet involverer selvvalgt primær literatur. Der benyttes tillige en række opgaver og øvelsesbeskrivelser (til PC øvelser) samt uddrag af lærebøger, som vil være tilgængelig via Absalon evt som kompendie i bogladen.

Grundlæggende kemi og biokemi

ECTS
7,5 ECTS
Prøveform
Mundtlig prøve, 30 min (uden forberedelsestid)
Ved den afsluttende mundtlige eksamen, eksamineres i to dele af det til kurset hørende materiale.
1) Eksaminantens eget udførte projektarbejde, idet det udarbejdede produkt (rapport, poster, video, hjemmeside el. lign.) danner udgangspunktet for en del af eksaminationen.
2) En til pensum opgivet videnskabelig artikel med relation til et af de projektemner, der har været behandlet ved årets kursus af en af de øvrige grupper.
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere
Kriterier for bedømmelse

Den mundtlige præstation vægtes ligeligt mellem de to beskrevne delelementer.

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Eksamen
  • 1
  • Forelæsninger
  • 32
  • Teoretiske øvelser
  • 16
  • Projektarbejde
  • 60
  • Kollokvier
  • 8
  • Vejledning
  • 8
  • Forberedelse
  • 81
  • Total
  • 206