BMB532: Fundamental Biokemi

Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i førsteårskurserne for BMB og biomedicin, særligt BMB549, KE558, KE560 og BMB560

Studerende, der følger kurset, forventes at:

• Have kendskab til grundlæggende matematiske og fysiske begreber såsom logaritme og eksponentialfunktioner, lineær algebra, simple første ordens differential ligninger, fysiske størrelser (inkl. tryk, kraft, temperatur).
• Have kendskab til grundlæggende kemi (inkl. afstemning af kemiske reaktioner, pH, ionstyrke, ligevægt, kemisk navngivning).
• Have kendskab til grundlæggende biologisk kemi (inkl. strukturer af biologiske molekyler (nukleinsyrer, protein, lipider), opbygning af celler samt subcellulære organeller, struktur af biologiske membraner, glykolyse, cellular respiration).
• Kunne anvende basalt laboratorieudstyr (inkl. pipetter).

1. Biologiske membraner arkitektur, og deres vigtighed for biokemien i levende organismer
2. De kinetiske og termodynamiske principper der styrer metabolske pathways og deres regulering
3. Strukturen og reguleringen af basale metabolske pathways i levende organismer
   

• At kunne forstå og studere de processer der involverer enzymer og memebraner, og disses integration i metabolske processer i levende organismer
• At kunne anvende spektrometri til at følge enzymatisk reaktioner kinetik; samt at anvende oximetri til at undersøge gærs respiration
• Kunne udføre basal laboratorie eksperimenter, indsamle og analysere data, drage konklusioner, udarbejde en skriftlig rapport, samt modtage feedback
• At kunne deltage i gruppearbejde og faglige diskussioner
  

For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

• Anvende metoder indenfor kemisk kinetik og enzym kinetik til at bestemme karakteristiske konstanter såsom KM og turnover for et enzym, både teoretisk og praktisk
• Forklare hvordan enzymers aktivitet reguleres, herunder allosterisk regulering
• Forklare biologiske membraners struktur, og hvordan transport genne disse foregår
• Anvende termodynamik og kinetik som basis for at forklare metabolismen, herunder vigtigheden af begrber som fri energi og ligevægtskonstanter i koblede reaktioner, samt ATPs overodnede rolle.
• Beskrive metabolitter, enzymer og coenzymer i glykolysen, glykoneogenesen, citronsyrecyklus, pentose-fosfat pathway, glykogen metabolismen, fedtsyre syntese og oxidation og oxidativ fosforylering.
• Beskrive principperne bag regulering og integration af metabolske pathways i pattedyr
• Beskrive de basale principper for fotosyntese og CO2-fixering i planter
  
  

Del I: Biologiske membraner

• Lipid sammensætning og self-assembly af biologiske membraner
• Kolesterols rolle i biologiske membraner
• Membranproteiners struktur og funktion
• Aktiv og passiv membran transport

Del II: Enzymer

• Enzymers funktion og kinetik i biologiske systemer
• Michaelis-Menten kinetik
• Reguelring af enzym aktivitet

Del III: Metabolisme

• Metabolisme, introduktion og regulering
• Gibbs fri energi
• Glykolyse og glykoneogenese
• Glykogen metabolisme
• Pentose-fosfat pathway
• Citronsyrecyklus
• Fedtsyre oxidation
• Fotosyntese
• Lipis biosyntese
• Hormel regulering og dets rolle i mammal metabolisme

Skemalagte undervisningstimer: 

Antal undervisningstimer i alt: 74

Heraf:
Fællestimer i klasselokale/auditorium: 34
Holdtimer i klasselokale: 18
Holdtimer i laboratorium: 8

Planlagte undervisningsaktiviteter

Undervisningen i BMB532: Grundlæggende biokemi er organiseret som en kombination af forelæsninger, tutorials (holdundervisning) og laboratorieøvelser. Formålet er at give de studerende et solidt fundament inden for centrale biokemiske emner såsom enzymer, membrantransport, metabolisk regulering og energiproduktion.

Forelæsninger: I alt 16 forelæsninger introducerer og gennemgår kursets hovedtemaer. De vigtigste emner omfatter enzymfunktion og -kinetik, membrantransportprocesser samt kulhydrat-, lipid- og energimetabolisme. Forelæsningerne forbinder teori med praktiske eksempler og fungerer som en overordnet ramme for kursets pensum, som læses i Lehninger Biochemistry (8. udgave).

E-timer (klassesessioner): Der er ni e-timer, hvor de studerende arbejder med opgaver og cases, der bygger på materialet fra forelæsningerne. Fokus er på diskussion, problemløsning og feedback fra underviseren. De studerende forventes at forberede sig ved at gennemgå opgaverne hjemmefra, så e-timer kan uddybe forståelsen og diskutere detaljer.

Laboratorieøvelser: Der er planlagt to laboratorieøvelser, som giver de studerende praktisk erfaring med enzymkinetik, respirationsmålinger og dataanalyse. Disse øvelser forbinder teori fra forelæsningerne med eksperimentelle metoder. Efter hver laboratoriesession udarbejdes en kort rapport for at dokumentere og diskutere resultaterne i forhold til kursets teoretiske indhold.

Ud over disse aktiviteter er der tre online deleksamener (»part-exams«), hvor de studerende kan teste deres forståelse af pensum. Disse deleksamener fokuserer på udvalgte dele af kursusindholdet og giver de studerende mulighed for løbende at følge deres fremskridt.

Aktiviteter uden for den skemalagte undervisning

For at opnå det bedst mulige udbytte af kurset forventes det, at de studerende bruger tid uden for de skemalagte sessioner på bl.a.:

Forberedelse til forelæsninger: Læse relevante lærebogskapitler, tage noter og reflektere over nøglebegreber.

Forberedelse til e-timer: Gennemgang af opgaver så de er klar til at diskutere løsninger i klassen og få optimal feedback fra underviseren og medstuderende.

Laboratorieforberedelse og -opfølgning: Før øvelserne studerer de studerende laboratorieprotokoller og forstår den teoretiske baggrund. Bagefter behandler de de eksperimentelle data og skriver rapporter, der knytter resultaterne til den relevante teori.

Deltagelse i deleksamener (»part-exams«): Disse online deleksamener giver de studerende mulighed for at identificere emner, der kræver yderligere gennemgang eller afklaring.

Forberedelse til eksamen: Op til eksamen opfordres de studerende til at repetere pensum, gennemgå tidligere øvelsesopgaver og arbejde i studiegrupper for at diskutere og sikre en grundig forståelse af materialet. Den afsluttende skriftlige eksamen varer fire timer og dækker hele kursuspensummet.