|
Vyučující
|
-
Šebela Marek, prof. Mgr. Dr.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Rozdíl mezi primárním a sekundárním metabolismem. Přírodní látky a stručná historie jejich studia. Metody studia sekundárního metabolismu. Izolace a použití sekundárních metabolitů. Počítačová simulace metabolismu. Hledání prekurzoru. Koloběh dusíku, síry a fosforu v přírodě; klíčové enzymy. 2. Neproteinogenní aminokyseliny, výskyt a biologická role. Deriváty a homology běžných aminokyselin. Opiny. Lathyrogeny. Anomální aromatické, heterocyklické a sirné aminokyseliny. Taurin. Betainy. Biogenní aminy, jejich biosyntéza, degradace a zúčastněné enzymy. Aminoaldehydy. Fyziologické funkce aminů a polyaminů. Protoalkaloidy. 3. Biologicky aktivní peptidy. Peptidové hormony a peptidy ovlivňující krevní tlak. Peptidové toxiny hmyzu a mikroorganismů. Peptidová antibiotika, klasifikace a účinek. Biosyntéza multienzymovými systémy a nové způsoby chemické syntézy. 4. Alkaloidy. Výskyt a charakteristika. Metody izolace a studia alkaloidů. Alkaloidogenní reakce. Biosyntéza a klasifikace alkaloidů. Přehled jednotlivých skupin alkaloidů. Využití alkaloidů v lékařství a fyziologii. Přirozené halucinogeny. Psychotropní látky hub, námele, kaktusů, máku, kokového listí a indického konopí. 5. Biosyntéza aromatických látek. Šikimátová dráha a její metabolity. Metabolické sítě skořicových kyselin. Metabolity polyketidové (acetogeninové) dráhy. Kombinace šikimátové a polyketidové dráhy. Polyketidová antibiotika. Polyacetyleny a jejich baktericidní a fungicidní vlastnosti. Furanokumariny. 6. Glykosidy. Charakteristika a izolace. Cukerné složky a aglykony. Kyanogenní glykosidy, glukosinoláty, fenolové a kumarinové glykosidy. Přírodní barviva. Flavonoidy. Anthokyany a katechiny. Naftochinonová a anthrachinonová barviva. Betalainy. Indigoidní a karotenoidní barviva. 7. Terpenoidy. Mevalonátová dráha. Biosyntéza acyklických a cyklických představitelů různých skupin terpenů. Terpenové silice a pryskyřičné kyseliny. Pyrethriny, azuleny, gibereliny. Steroidy. Fytosteroly a zoosteroly. Steroidní kardiaka. Steroidní saponiny. Steroidní alkaloidy. Polyterpeny. 8. Přírodní látky v lékařství. Antihypercholesterolemika. Léčba malárie. Stimulační látky léčivých rostlin. Obsahové látky jinanu, ženšenu, klanoprašky, třapatky, ostropestřce aj. Kancerogeny a antineoplastické látky. Aflatoxiny, safrol, kapsaicin, kancerogeny plísní. Přírodní cytostatika. Bioluminiscenční látky, luciferiny. 9. Chuťové a vonné látky, receptory pro vnímání. Vztah mezi chemickou strukturou a vůní látek, detekční limity, Maillardova reakce. Přírodní a umělá sladidla. Hořké látky. Chemická komunikace u hmyzu. Sexuální, značkovací, poplašné a agregační feromony. Allomony. Mechanismy biochemické obrany rostlin. Fytoalexiny (isoflavonoidy, terpenoidy). 10. Cizorodé látky (xenobiotika). Xenobiochemie a farmakologie. Toxikologie. Přírodní toxické látky. Pesticidy. Cizorodé látky v potravinách. Přirozené toxické složky potravin. Kontaminace při skladování a zpracování. Produkty rozkladu potravin mikroorganismy. Potravinová aditiva. Konzervační prostředky. Látky upravující vzhled, vlastnosti, vůni a chuť. Osud cizorodých látek v organismu. Hlavní směry distribuce a biotransformace.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení
- Účast na výuce
- 26 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 50 hodin za semestr
- Semestrální práce
- 10 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Studenti se seznamují s principy sekundárního metabolismu, základními metodami studia přírodních látek, získávají přehled přírodních peptidů, alkaloidů, barviv, terpenoidů atd.
Studenti získají znalosti biochemie přírodních látek jako jsou alkaloidy a terpenoidy a seznámí se se základními principy sekundárního metabolismu a jeho regulace.
|
|
Předpoklady
|
Pro pochopení látky je nutná pokročilá orientace v tématech vyučovaných v rámci předmětu KBC/BCH Základy biochemie.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Písemná zkouška, Seminární práce
Studenti musí odevzdat krátkou seminární práci na zvolené téma (dovoleno použití AI) a u zkoušky zvládnout vyučovaný obsah předmetu. Zkouška je písemná, 8 otázek, 1 hodina na vypracování, maximálně 24 bodů. Hodnocení: 24 - 22 b. A (1) 21 - 19 b. B (1-2) 18 - 16 b. C (2) 15 - 14 b. D (2-3) 13 - 12 b. E (3)
|
|
Doporučená literatura
|
-
Carocho, M.; Heleno, S.A.; Barros, L.; Eds. (2023). Natural Secondary Metabolites: From Nature, Through Science, to Industry.
-
Crozier, A., Clifford, M. N., Ashihara, H. (Eds.). (2006). Plant secondary metabolites, Occurrence, Structure and Role in the Human Diet. Oxford.
-
Fattorusso, E. and Taglialatela-Scafati, O. (Eds.). (2008). Modern Alkaloids. Structure, Isolation, Synthesis and Biology. Weinheim.
-
Fett-Neto, A.G. (Ed.). (2022). Plant secondary metabolism engineering : methods and protocols. New York.
-
Heldt, H.W. (2005). Plant Biochemistry. Burlington.
-
Hesse, M. (2002). Alkaloids. Nature's Curse or Blessing. Weinheim.
-
Ioannides, C. (Ed.). (2002). Enzyme Systems that Metabolise Drugs and Other Xenobiotics. Chichester.
-
Lagana, P. et al. (2017). Chemistry and Hygiene of Food Additives. Cham.
-
Macholán, L. (1998). Sekundární metabolity. Brno.
-
Mann, J. (2001). Secondary Metabolism. New York.
-
Seigler, D.S. (2002). Plant Secondary Metabolism. Norwell, MA, USA.
-
Verpoorte, R., Alfermann, A.W. (Eds.). (2000). Metabolic Engineering of Plant Secondary Metabolism. Doordrecht.
-
Vodrážka, Z. (1993). Biochemie 3. Praha.
|