Velkommen. Studieleder. Der er mulighed for at købe mad i kantinen Praktisk øvelse Stjepan Kracun - postdoc Andreas Blennow - Lektor

Transkript

1 Velkommen Tom Hamborg Nielsen Studieleder Dias 1 Aktivitet Ansvarlig Intro til Biologi-Bioteknologi-studiet Tom Hamborg Nielsen lektor Forelæsning: intro til Enzymer Tom Hamborg Nielsen Pause - Kaffe og croissant Forelæsning stivelse og enzymer Frokost Der er mulighed for at købe mad i kantinen Andreas Blennow Lektor Angelika Rasmussen Studiesekretær Praktisk øvelse Stjepan Kracun - postdoc Andreas Blennow - Lektor psamling Tom Hamborg Studieleder og lektor Dias 2 1

2 Biologi Bioteknologi studiet på KU Studieleder Dias 3 Biologi-Bioteknologi Anvendelsesorienteret uddannelse i krydsfeltet mellem anvendt biologi, bioressourcer og bioteknologi. Forskningsbaseret uddannelse i anvendt biologi Fokus på tværdisciplinær forskning og undervisning Rettet mod den bioteknologiske industri og mod grundforskning Dias 4 2

3 Grøn Biotek Land- og jordbrugsprocesser Fødevareproduktion Bioenergi Rød Biotek Medicinske processer Biomedicin Hvid Biotek Industrielle processer Enzymer Blå Biotek Mikro- og makroalger Bioraffinaderi Dias 5 Fra molekyle til celle til organisme Dyr Planter Mikroorganismer Biologisk kemi Molekylær biologi Genteknologi Bio-statistik og Bioinformatik Innovation og entrepreneurship Dias 6 3

4 Blok 1 Blok 2 Blok 3 Blok4 Matematik og databehandling (C) Almen kemi rganisk kemi Teoretiske øvelser Lab. øvelser Teoretiske øvelser Lab. øvelser Teoretiske øvelser Molekylær genetik Introduktion til bioteknologi Biofysik Cellebiologi Lab. øvelser Teoretiske øvelser Gruppeprojekter Teoretiske øvelser Lab. øvelser Teoretiske øvelser Alle kurser 1. år er obligatoriske! forelæsninger teoretiske øvelser Laboratorie øvelser Her får I direkte undervisning timer om ugen Dias 7 Studiecafe mandag fra Her hjælper ældre studerende med f.eks. Matematik, Uorganisk og rganisk kemi, cellebiologi. Dias 8 4

5 Bacheloruddannelsen i Biologi-Bioteknologi baseret på en bred biologisk viden om dyr, planter og mikroorganismer År 1 Blok 1 Blok 2 Blok 3 Blok 4 Matamatik og databehandling Introduktion til bioteknologi Almen kemi for biovidenskab Biofysik rganisk kemi for biovidenskab Cellebiologi Molekylær genetik År 2 Statistik 1 Biokemi 1 Grundlæggende plantebiologi Basic animal biology Mikrobiologi valgfag valgfag valgfag År 3 LAB kursus: Experimental Molecular Biology. valgfag valgfag Bachelor projekt Dias 9 kandidatuddannelsen i Biologi-Bioteknologi Blok 1 Blok 2 Blok 3 Blok 4 År 4 Advanced Carbohydrate Technology Enzymology and Experimental Biochemistry valgfag valgfag valgfag valgfag Advanced Biotechnology and Intellectual Property Rights (patent og Innovation) År 5 Speciale (forskningsprojekt) Specialiseringer: Dias 10 Applied Enzymology Bio Products Cell Physiology Immunology 5

6 Generelle kompetencer: Stor eksperimentel erfaring formulere, strukturere og udføre et forskningsprojekt Dokumentere sin viden og sit eksperimentelle arbejde på internationalt niveau Vurdere forskningsresultater på baggrund af kendskab til metodik og kritisk analyse inden for faget Kommunikere sin viden til samfundet Dias 11 Bachelor i Biologi-Bioteknologi giver adgang flere kandidat uddannelser på KU: Retskrav: Biology-Biotechnology Afhængigt af valgfag: Bioinformatics Biochemistry Human Biology Biology Environmetal Chemistry and Health (Miljøkemi og sundhed) Dias 12 6

7 Spørgsmål? Dias 13 Enzymer / proteiner 7

8 Enzymer / proteiner Det centrale dogme DNA Baser sekvens mrna Codon Aminosyrer Peptider Foldning co faktorer modifikationer 8

9 De 20 alm aminosyrer Lehninger peptidbinding 9

10 Co faktorer Modifikationer fx fosforyl, glycosyl, myristoyl Proteiner mange funktioner proteiner Strukturelle (fx Collagen og Keratin, i hud, bindevæv og hår) Enzymer (fx i stofskiftet ) Membran transportører (fx Ca 2+ kanal proteiner) Lys fangere (fx i fotosyntese) Immunsystem (fx antistoffer) Hormoner (fx insulin) Lager (fx patatin ) Transport/Lager af andre molekyler (fx hæmoglogin, ferritin) Ernæring (fx casein i mælk) Regulatorer (fx DNAbinding) 10

11 Calvin cyklen (fotosyntese) kloroplast: En bladcelle uden cellevæg:

12 Rubisco enzymet der fanger C 2 i fotosyntesen 16 proteinkæder 8 små (lysegrønne og orange) 8 store (grønne og røde) Hvor stort? Hvor meget? Hvor aktivt? Hvordan virker det? 12

13 Hvor stort? 10 styk 100 Å = 10 nn 0,1 µm styk 1 mm Hvor meget? 13

14 Hvor meget? SDS-PAGE Rubisco udgør ca. halvdelen af protein i kloroplasten 55 kda 15 kda 5 Transgen plante som har mindre Rubisco WT Hvor aktivt? 2 3 gange per sekund for hvert aktive site RuBP 2 x 3PGA C 2 14

15 Hvordan virker det? (Berg et al.) Hvordan virker det? 15

16 PFK PhosphoFructoKinase Fructose 6 P + ATP Fructose 1,6 P 2 + ADP Et centralt enzym i starten af glycolysen Vi arbejder med planters PFK gener. De ligner meget strukturen for enzymet fra Trypanosoma 3F5M: Crystal Structure of ATPbound Phosphofructokinase From Trypanosoma Brucei 16

17 17

18 18

19 ydersiden af subunit er hydrofil Indersiden af subunit er mere hydrofob 19

20 ATP ATP 20

21 Arbejde med enzymer? oprensning assay analyse Molekylærbiologi Nogle eksempler på forskning her på instituttet: 21

22 Syntese biologi Lightdriven Biosynthesis Cyanogent glucosid (Nielsen et al. Plant J, 2016) Fysiologiske undersøgelser: hvad betyder et bestemt enzym? Senere blomstring i planter som mangler enzymet som laver Fructose 2,6 bisphosphate (venstre) sammenlignet med to vildtype (højre) 22

23 Krystalstruktur på proton pumper Sådan virker de! (Pedersen et al. Nature, 2007) Enzymerne som laver vanillie arome (vanillin) er isoleret 23

24 24 sonicate wash Elution 50 mm imidasol Elution 500 mm imidasol MW std His 6 tagged Levanase fra Bacillus subtilis udtrykt i E. coli og oprenset 50 kda 75 kda Nyt enzym til behandling af kulhydrater (fruktaner) Levanase Fruktaner Fruktose Levanase