Kolegij
Okvirni sadržaj:
P1 (2 sata) Predavanje: Proteini - Otkrivanje stanične suštine
Istražite temeljnu ulogu proteina unutar stanica u ovom uvodnom predavanju. Dobijte uvid u strukturu proteina, mehanizme staničnog transporta i intrigantne koncepte vezanja proteina u membranu te interakcija receptora i liganda. Predavanje postavlja temelje za razumijevanje suštine proteina i njihove vitalne uloge u staničnim procesima.
P2 (2 sata) Predavanje: Modifikacije proteina - Oblikovanje sudbine i funkcije
Zaronite u fascinantni svijet modifikacija proteina i njihovog utjecaja na sudbinu i sposobnosti proteina. Otkrijte raznolike motive koji određuju proteine te saznajte posljedice grešaka u strukturi proteina, kao što su bolesti poput osteogeneze imperfecta. Istražite kako virusi koriste modifikacije za stvaranje prepoznatljivih površinskih šiljaka, stičući znanja potrebna za razumijevanje znanosti o proteinima i viralne patogeneze.
P3 (2 sata) Predavanje: Nepravilno smatanje proteina - Implikacije u razvoju bolesti
Saznajte o ulozi nepravilnog smatanja proteina u razvoju bolesti. Istražite mehanizme razgradnje proteina unutar stanica i razmotrite posljedice nepravilno stvorenih proteinskih agregata, s posebnim naglaskom na neurodegenerativne bolesti poput "kravljeg ludila", Creutzfeldt-Jakobove bolesti i Alzheimerove bolesti. Razumijte kako nepravilno strukturirani proteini postaju uzročnici ovih poremećaja, otkrivajući utjecaj modifikacija na ljudsko zdravlje.
P4 (2 sata) Predavanje: Inženjering proteina - Oblikovanje budućnosti medicine
Otkrijte mogućnosti genetskog modificiranja proteina u svrhu vizualizacije i ispitivanja njihove funkcije. Istražite područje inženjeringa proteina, uključujući upotrebu rekombinantnih pripravaka proteina kao temelja za inteligentne lijekove. Promotrite zanimljive primjere poput rekombinantnog botoxa u usporedbi s prirodnim proteinom koji proizvodi bakterija Clostridium botulinum. Svjedočite kako inženjering proteina revolucionizira medicinu i otvara vrata inovativnim terapijskim pristupima.
P5 (1 sat) Predavanje: Inženjering proteina - Inzulin kao pionirski rekombinantni lijek
Svjedočite revolucionarnoj primjeni inzulina kao prvog rekombinantnog proteina u medicini. Upoznajte se s transformacijskom snagom genetskog inženjeringa koji je otvorio put razvoju rekombinantnih bioloških lijekova. Primijetite kako je inzulin, kao pionir u ovom području, oblikovao polje moderne medicine, otvarajući vrata ciljanim i učinkovitim terapijama.
P6 (1 sat) Predavanje: Uvod u metode analize proteina
Upoznajte se s osnovnim metodama analize proteina. Istražite napredne tehnike koje olakšavaju proučavanje strukture, funkcije i interakcija proteina. Stjecanje pregleda područja analize proteina pruža temelj za daljnje istraživanje i razumijevanje.
V1 (2 sata) Vježba: Bioinformatički alati za analizu proteina
Otkrijte osnovne bioinformatičke alate koji se koriste za analizu proteina. Naučite kako koristiti napredne online resurse za navigaciju i tumačenje primarnih sekvenci aminokiselina proteina. Ova praktična eksperimentalna vježba opremit će vas potrebnim vještinama za istraživanje i izvlačenje relevantnih informacija iz sekvenci proteina.
V2 (2 sata) Vježba: Samostalno sastavljanje 3D struktura proteina
Upustite se u praktično putovanje sastavljanja 3D struktura proteina. Koristite naučene osnove smatanja proteina i naučite kako izgraditi 3D modele. Kroz praktične vježbe i simulacije, razvijte dublje razumijevanje strukturnih aspekata proteina i njihovog značaja za funkciju.
V3 (5 sati) Vježba: Izolacija proteina, razdvajanje i analiza
U ovoj praktičnoj vježbi proći ćete kroz proces izolacije proteina iz stanica, njihove separacije i analize njihovih svojstava. Upotrijebit ćemo osnovne tehnike bojenja i alata za otkrivanje sastava i karakteristika proteina.
Seminari (6 sati): Angažirana rasprava - Istraživanje napredaka u znanosti o proteinima
Sudjelujte u vođenim online seminarima koji potiču angažiranu raspravu i istraživanje napredaka u znanosti o proteinima. Kroz strukturirani pristup, studenti će pripremati i održavati prezentacije, potičući zanimljive rasprave i kritičko razmišljanje. Tema seminara može biti prema odabiru studenata ili aktualna i relevantna predložena tema, poput Spike proteina virusa SARS-CoV2. Moguć je individualan ili timski rad.
Cilj predmeta:
Cilj predmeta je pomoći studentima da bolje razumiju proteine i prošire znanje o ulogama modifikacija.
Od prirodnih modifikacija proteina, koje omogućavaju neku specifičnu funkciju kao što je aktivacija u pravom trenutku ili odlazak na pravu adresu u stanici do osnovnih metoda za njihovo proučavanje.
Predmet će ponuditi i uvid u nepoželjne modifikacije proteina koje su uzrok bolestima, poput stvaranja netopivih taloga u osnovi smrtonosnih neurodegenerativnih bolesti. To će studentu omogućiti lakše razumijevanje fizioloških i patofizioloških procesa koji se temelje na proteinima.
Nadalje, neke modifikacije ili mutacije namjerno unosimo i stvaramo rekombinantne proteine, kako bi primjerice bili stabilniji ili specifični samo za određene vrste stanica, što ima svoju primjenu prilikom dizajna farmakološki učinkovitijih i pametnih, bioloških lijekova.
Konačno, obradit će se proteini patogena, uključujući one aktualne, što je trenutno proteom virusa SARS-CoV2.
Robert K. Murray et al.: Harperova ilustrirana biokemija – odabrana poglavlja
Berg JM, Tymoczko JL, and Stryer L: Biochemistry Stryer – odabrana poglavlja
Odabrani znanstveni i stručni radovi i pregledni radovi iz okvira kolegija
redovito pohađanje nastave (predavanja, seminari, vježbe)
izrada seminarskog rada/polaganje završnog ispita
Tijekom kolegija student će dobiti uvid u metode analize proteina koje se rutinski provode na matičnoj instituciji i koje se rutinski naručuju od vanjskih izvora te u vrstu pomoći koju može očekivati u svom budućem eksperimentalnom radu i profesionalnom razvoju.
Ishodi učenja
P1 (2h) Proteini – ‘život’ proteina unutar stanice – osnove strukture i transporta proteina kroz stanične odjeljke s naglaskom na pojmove usidrenja proteina u membranu i receptor-ligand interakcije.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine: citoplazmatska domena, transmembranska domena, ektodomena (ekstracelularna, vanstanična domena), receptor-ligand interakcija
2. Opiše osnovna strukturna obilježja membranskih proteina
3. Opiše osnove staničnih odjeljaka koji su uključeni u sazrijevanje i transport proteina
Ishodi učenja
P2 (2h) Osnovne modifikacije proteina i različiti motivi koji određuju sudbinu i sposobnosti proteina. Primjeri, poput
utjecaja grešaka na razvoj bolesti (e.g. osteogenesis imperfecta) ili kako virusi koriste modifikacije za stvaranje
prepoznatljivih šiljaka na svojoj vanjskoj površini.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihove modifikacije: razlika modifikacije i mutacije, disulfidni most, glikoprotein (šećerna modifikacija proteina), proteinski motiv, proteinska domena
2. Raspravlja o čimbenicima koji utječu na stabilnost lijekova temeljenih na proteinima
Ishodi učenja
P3 (2h) Pogrešno smatanje proteina – uloga u razvoju bolesti – načini uklanjanja proteina iz stanice te nakupine
nepravilno smotanih proteina kao uzročnici bolesti, s naglaskom na neurodegenerativne bolesti (e.g. ‘kravlje ludilo’;
Creutzfeldt Jakobova bolest; Alzheimerova bolest).
Student će biti osposobljen da:
1. Opiše osnove staničnih odjeljaka koji su uključeni u razgradnju proteina
2. Opiše osnove procesa stvaranja netopivih proteinskih nakupina (agregata, amiloida)
Ishodi učenja
P4 (2h) Proteinsko inženjerstvo – mogućnosti genetičke modifikacije proteina u svrhu njihove vizualizacije i
ispitivanja njihove funkcije, rekombinantnih proteinskh pripravaka kao osnova za pametne lijekove, primjeri (e.g.
rekombinantni botox vs prirodni protein koji proizvodi bakterija Clostridium botulinum).
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihove modifikacije: rekombinantni protein
2. Raspravlja mogućnosti primjene genetičke modifikacije proteina
Ishodi učenja
P5 (1h) Proteinsko inženjerstvo – Inzulin, prvi rekombinantni protein koji se koristio kao lijek, predvodnik uporabe rekombinantnih bioloških lijekova.
Student će biti osposobljen da:
1. Opiše osnovna strukturna obilježja inzulina
2. Opiše prednosti proizvodnje rekombinantnih lijekova
Ishodi učenja
P6 (1h) Uvod u metode analize proteina.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihovu analizu: transfecirana stanična linija, elektroforeza
2. Opiše najmanje 3 metode koje se koriste prilikom analize proteina iz stanica i tkiva
Ishodi učenja
V1 (2h) Osnovni bioinformatički alati za analizu proteina – alati za pronalaženje i korištenje primarne sekvence proteina (slijeda aminokiselina)
Student će biti osposobljen da:
1. Samostalno pronađe aminokiselinski slijed bilo kojeg proteina s izvora na internetu i provede osnovne analize poput pretrage srodnih sekvenci ili determiniranja funkcionalnih dijelova
Ishodi učenja
V2 (2h) Osnovni bioinformatički alati za analizu proteina – samostalno slaganje prostorne strukture proteina
Student će biti osposobljen da:
1. Raspravlja o čimbenicima koji utječu na (izgradnju modela) strukture proteina
Ishodi učenja
V3 (5h) Izolacija proteina iz stanica, razdvajanje proteina elektroforezom, bojanje tehnikama coomassie briliant
blue uz analizu proteinskih sastojaka
Student će biti osposobljen da:
- Samostalno provede razdvajanje smjese proteina na gelu uz nadzor
Ishodi učenja
Seminari (6h): Vođena online nastava, izrada seminara po fazama s uputama, ispravcima, korištenjem on line alata
i izvora, predviđene su kratke prezentacije studenata uz raspravu, teme po izboru ili rad na aktualnim temama
(primjer: Spike protein virusa SARS-CoV2)
Ishodi učenja
P1 (2h) Proteini – ‘život’ proteina unutar stanice – osnove strukture i transporta proteina kroz stanične odjeljke s naglaskom na pojmove usidrenja proteina u membranu i receptor-ligand interakcije.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine: citoplazmatska domena, transmembranska domena, ektodomena (ekstracelularna, vanstanična domena), receptor-ligand interakcija
2. Opiše osnovna strukturna obilježja membranskih proteina
3. Opiše osnove staničnih odjeljaka koji su uključeni u sazrijevanje i transport proteina
Ishodi učenja
P2 (2h) Osnovne modifikacije proteina i različiti motivi koji određuju sudbinu i sposobnosti proteina. Primjeri, poput
utjecaja grešaka na razvoj bolesti (e.g. osteogenesis imperfecta) ili kako virusi koriste modifikacije za stvaranje
prepoznatljivih šiljaka na svojoj vanjskoj površini.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihove modifikacije: razlika modifikacije i mutacije, disulfidni most, glikoprotein (šećerna modifikacija proteina), proteinski motiv, proteinska domena
2. Raspravlja o čimbenicima koji utječu na stabilnost lijekova temeljenih na proteinima
Ishodi učenja
P3 (2h) Pogrešno smatanje proteina – uloga u razvoju bolesti – načini uklanjanja proteina iz stanice te nakupine
nepravilno smotanih proteina kao uzročnici bolesti, s naglaskom na neurodegenerativne bolesti (e.g. ‘kravlje ludilo’;
Creutzfeldt Jakobova bolest; Alzheimerova bolest).
Student će biti osposobljen da:
1. Opiše osnove staničnih odjeljaka koji su uključeni u razgradnju proteina
2. Opiše osnove procesa stvaranja netopivih proteinskih nakupina (agregata, amiloida)
Ishodi učenja
P4 (2h) Proteinsko inženjerstvo – mogućnosti genetičke modifikacije proteina u svrhu njihove vizualizacije i
ispitivanja njihove funkcije, rekombinantnih proteinskh pripravaka kao osnova za pametne lijekove, primjeri (e.g.
rekombinantni botox vs prirodni protein koji proizvodi bakterija Clostridium botulinum).
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihove modifikacije: rekombinantni protein
2. Raspravlja mogućnosti primjene genetičke modifikacije proteina
Ishodi učenja
P5 (1h) Proteinsko inženjerstvo – Inzulin, prvi rekombinantni protein koji se koristio kao lijek, predvodnik uporabe rekombinantnih bioloških lijekova.
Student će biti osposobljen da:
1. Opiše osnovna strukturna obilježja inzulina
2. Opiše prednosti proizvodnje rekombinantnih lijekova
Ishodi učenja
P6 (1h) Uvod u metode analize proteina.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihovu analizu: transfecirana stanična linija, elektroforeza
2. Opiše najmanje 3 metode koje se koriste prilikom analize proteina iz stanica i tkiva
Ishodi učenja
V1 (2h) Osnovni bioinformatički alati za analizu proteina – alati za pronalaženje i korištenje primarne sekvence proteina (slijeda aminokiselina)
Student će biti osposobljen da:
1. Samostalno pronađe aminokiselinski slijed bilo kojeg proteina s izvora na internetu i provede osnovne analize poput pretrage srodnih sekvenci ili determiniranja funkcionalnih dijelova
Ishodi učenja
V2 (2h) Osnovni bioinformatički alati za analizu proteina – samostalno slaganje prostorne strukture proteina
Student će biti osposobljen da:
1. Raspravlja o čimbenicima koji utječu na (izgradnju modela) strukture proteina
Ishodi učenja
V3 (5h) Izolacija proteina iz stanica, razdvajanje proteina elektroforezom, bojanje tehnikama coomassie briliant
blue uz analizu proteinskih sastojaka
Student će biti osposobljen da:
- Samostalno provede razdvajanje smjese proteina na gelu uz nadzor
Ishodi učenja
Seminari (6h): Vođena online nastava, izrada seminara po fazama s uputama, ispravcima, korištenjem on line alata
i izvora, predviđene su kratke prezentacije studenata uz raspravu, teme po izboru ili rad na aktualnim temama
(primjer: Spike protein virusa SARS-CoV2)
Ishodi učenja
P1 (2h) Proteini – ‘život’ proteina unutar stanice – osnove strukture i transporta proteina kroz stanične odjeljke s naglaskom na pojmove usidrenja proteina u membranu i receptor-ligand interakcije.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine: citoplazmatska domena, transmembranska domena, ektodomena (ekstracelularna, vanstanična domena), receptor-ligand interakcija
2. Opiše osnovna strukturna obilježja membranskih proteina
3. Opiše osnove staničnih odjeljaka koji su uključeni u sazrijevanje i transport proteina
Ishodi učenja
P2 (2h) Osnovne modifikacije proteina i različiti motivi koji određuju sudbinu i sposobnosti proteina. Primjeri, poput
utjecaja grešaka na razvoj bolesti (e.g. osteogenesis imperfecta) ili kako virusi koriste modifikacije za stvaranje
prepoznatljivih šiljaka na svojoj vanjskoj površini.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihove modifikacije: razlika modifikacije i mutacije, disulfidni most, glikoprotein (šećerna modifikacija proteina), proteinski motiv, proteinska domena
2. Raspravlja o čimbenicima koji utječu na stabilnost lijekova temeljenih na proteinima
Ishodi učenja
P3 (2h) Pogrešno smatanje proteina – uloga u razvoju bolesti – načini uklanjanja proteina iz stanice te nakupine
nepravilno smotanih proteina kao uzročnici bolesti, s naglaskom na neurodegenerativne bolesti (e.g. ‘kravlje ludilo’;
Creutzfeldt Jakobova bolest; Alzheimerova bolest).
Student će biti osposobljen da:
1. Opiše osnove staničnih odjeljaka koji su uključeni u razgradnju proteina
2. Opiše osnove procesa stvaranja netopivih proteinskih nakupina (agregata, amiloida)
Ishodi učenja
P4 (2h) Proteinsko inženjerstvo – mogućnosti genetičke modifikacije proteina u svrhu njihove vizualizacije i
ispitivanja njihove funkcije, rekombinantnih proteinskh pripravaka kao osnova za pametne lijekove, primjeri (e.g.
rekombinantni botox vs prirodni protein koji proizvodi bakterija Clostridium botulinum).
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihove modifikacije: rekombinantni protein
2. Raspravlja mogućnosti primjene genetičke modifikacije proteina
Ishodi učenja
P5 (1h) Proteinsko inženjerstvo – Inzulin, prvi rekombinantni protein koji se koristio kao lijek, predvodnik uporabe rekombinantnih bioloških lijekova.
Student će biti osposobljen da:
1. Opiše osnovna strukturna obilježja inzulina
2. Opiše prednosti proizvodnje rekombinantnih lijekova
Ishodi učenja
P6 (1h) Uvod u metode analize proteina.
Student će biti osposobljen da:
1. Definira sljedeće pojmove koji su vezani uz proteine i njihovu analizu: transfecirana stanična linija, elektroforeza
2. Opiše najmanje 3 metode koje se koriste prilikom analize proteina iz stanica i tkiva
Ishodi učenja
V1 (2h) Osnovni bioinformatički alati za analizu proteina – alati za pronalaženje i korištenje primarne sekvence proteina (slijeda aminokiselina)
Student će biti osposobljen da:
1. Samostalno pronađe aminokiselinski slijed bilo kojeg proteina s izvora na internetu i provede osnovne analize poput pretrage srodnih sekvenci ili determiniranja funkcionalnih dijelova
Ishodi učenja
V2 (2h) Osnovni bioinformatički alati za analizu proteina – samostalno slaganje prostorne strukture proteina
Student će biti osposobljen da:
1. Raspravlja o čimbenicima koji utječu na (izgradnju modela) strukture proteina
Ishodi učenja
V3 (5h) Izolacija proteina iz stanica, razdvajanje proteina elektroforezom, bojanje tehnikama coomassie briliant
blue uz analizu proteinskih sastojaka
Student će biti osposobljen da:
- Samostalno provede razdvajanje smjese proteina na gelu uz nadzor
Ishodi učenja
Seminari (6h): Vođena online nastava, izrada seminara po fazama s uputama, ispravcima, korištenjem on line alata
i izvora, predviđene su kratke prezentacije studenata uz raspravu, teme po izboru ili rad na aktualnim temama
(primjer: Spike protein virusa SARS-CoV2)