Detail předmětu
Biotechnologie přírodních látek
FCH-MC_BPLAk. rok: 2025/2026
Předmět je věnován přehlednému seznámení studentů s dynamicky se rozvíjející mezioborovou problematikou zahrnující znalosti chemického, farmaceutického a biotechnologického směru. Studenti se seznámí ve zkrácené formě s hlavními typy přírodních látek vyráběnými klasickými biotechnologickými procesy (antibiotika, alkaloidy apod.) i s přírodními látkami, které jsou připravovány rekombinantními technologiemi (enzymy). V obecné části je pozornost věnována především metabolickým drahám vedoucím k produkci hlavních skupin přírodních látek, poté se probírají jednotlivé typy přírodních látek produkovaných biotechnoloficky, jejich indikace a funkce v organismu a v patologii. Z hlavních skupin přírodních látek jsou podrobněji diskutovány polyscharidy, enzymy, vitaminy, antibiotika, alkaloidy, terpenoidy a fenolické látky.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Průběžná práce v semestru - krátké prezentace studentů mohou být součástí výsledného hodnocení. Zkouška probíhá ústní formou, student si volí kombinaci 3 otázek pokrývajících celou problematiku a musí prokázat komplexní znalosti v souvislostech. Úspěšné splnění je podmíněno alespoň uspokojivou odpovědí na každou z otázek. Hodnocení odpovídá systému ECTS.
Přednášky nejsou povinné, ale doporučují se.
Přednášky nejsou povinné, ale doporučují se.
Učební cíle
Cílem předmětu je uvést přehled hlavních typů přírodních látek vyráběnými klasickými biotechnologickými procesy (antibiotika, alkaloidy apod.) i s přírodních látek, které jsou připravovány rekombinantními technologiemi. Součástí předmetu je přehled metabolických drah produkce významných přírodních látek a též biologické účinky těchto látek.
Studenti se seznámí ve zkrácené formě s hlavními typy přírodních látek vyráběnými klasickými biotechnologickými procesy (antibiotika, alkaloidy apod.) i s přírodními látkami, které jsou připravovány rekombinantními technologiemi. V obecné části je pozornost věnována především metabolickým drahám vedoucím k produkci hlavních skupin přírodních látek, poté se probírají jednotlivé typy přírodních látek produkovaných biotechnologicky, jejich indikace a funkce v organismu a v patologii.
Studenti se seznámí ve zkrácené formě s hlavními typy přírodních látek vyráběnými klasickými biotechnologickými procesy (antibiotika, alkaloidy apod.) i s přírodními látkami, které jsou připravovány rekombinantními technologiemi. V obecné části je pozornost věnována především metabolickým drahám vedoucím k produkci hlavních skupin přírodních látek, poté se probírají jednotlivé typy přírodních látek produkovaných biotechnologicky, jejich indikace a funkce v organismu a v patologii.
Základní literatura
Kadlec M., Melzoch K., Voldřich M.: Procesy a zařízení v potravinářství a biotechnologiích. VŠCHT Praha, 2013 (CS)
Márová I.: Biotechnologie přírodních látek. E-learningový kurz s videokomentáři; https://moodle.vutbr.cz/course/view.php?id=223021 (CS)
Márová I.: Biotechnologie přírodních látek. E-learningový kurz s videokomentáři; https://moodle.vutbr.cz/course/view.php?id=223021 (CS)
Doporučená literatura
D:Rehm,H.-J.,Reed G.: Biotechnology, 12 Vols., 2nd Ed, Wiley, Weinheim, 2008
Dubey R.S.: A Textbook of Biotechnology. S. Chand and Co., 4th Edition, 2014 (CS)
Dubey R.S.: A Textbook of Biotechnology. S. Chand and Co., 4th Edition, 2014 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Předmět je věnován přehlednému seznámení studentů s dynamicky se rozvíjející mezioborovou problematikou zahrnující znalosti chemického, farmaceutického a biotechnologického směru. Studenti se seznámí ve zkrácené formě s hlavními typy přírodních látek vyráběnými klasickými biotechnologickými procesy (antibiotika, alkaloidy apod.) i s přírodními látkami, které jsou připravovány rekombinantními technologiemi (enzymy). V obecné části je pozornost věnována především metabolickým drahám vedoucím k produkci hlavních skupin přírodních látek, poté se probírají jednotlivé typy přírodních látek produkovaných biotechnologicky, jejich indikace a funkce v organismu. Z hlavních skupin přírodních látek jsou podrobněji diskutovány polyscharidy, enzymy, vitaminy, antibiotika, alkaloidy, terpenoidy a fenolické látky.
Osnova dle týdenního členění výuky:
1. Definice přírodních látek a produktů . Přehled hlavních skupin biotechnologicky významných přírodních látek. Souvislost mezi strukturou a metabolicko produkcí.
2. Přehled hlavních metabolických drah primárního i sekundárního metabolismu. Principy účinku biologicky aktivních látek, cíle biologické aktivity na molekulární, buněčné a orgánové úrovni.
3. Biotechnologická produkce primárních a sekundárních metabolitů. Vývoj biologického činitele procesu - fyziologická adaptace, genová modifikace, transformace vyšších organismů
4. Polysacharidy: vláknina, gumy, slizy, pektiny. Deriváty cukrů. Rostliny a mikroorganismy produkující polysacharidy s významným biologickým účinkem, biotechnologická produkce.
5. Specificky aktivní proteiny a enzymy. Biotechnologická produkce enzymů, využití enzymů v biotechnologiích. Lektiny, intensivně sladké proteiny. Přírodní látky odvozené od aminokyselin.
6. Biotransformace - základní charakteristika procesů. Příklady využití biotransformací v biotechnologiích.
7. Antibiotika - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy. Současný stav produkce ve světě, výzkum a vývoj
8. Cytostatika a kancerostatika - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy
9. Alkaloidy. Obecné vlastnosti, taxonomický výskyt, protoalkaloidy. Alkaloidy ovlivňující signální funkci acetylcholinu. Produkční organismy, technologie. Drogy a jejich účinky, legislativa.
10. Vitamíny - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy
11. Fenolické látky. Obecné vlastnosti. Jednoduché fenoly, fenolické kyseliny a jejich estery, kumariny. Flavonoidy a lignany. Fytoestrogeny. Třísloviny. Chinony. Orcinoly a floroglucinoly.
12. Terpenoidy. Monoterpeny a esenciální oleje. Toxické diterpeny. Triterpenoidy, steroidy a karotenoidy.
13. Základy práce s rostlinnými a živočišnými buněčnými a tkáňovými kulturami.
Osnova dle týdenního členění výuky:
1. Definice přírodních látek a produktů . Přehled hlavních skupin biotechnologicky významných přírodních látek. Souvislost mezi strukturou a metabolicko produkcí.
2. Přehled hlavních metabolických drah primárního i sekundárního metabolismu. Principy účinku biologicky aktivních látek, cíle biologické aktivity na molekulární, buněčné a orgánové úrovni.
3. Biotechnologická produkce primárních a sekundárních metabolitů. Vývoj biologického činitele procesu - fyziologická adaptace, genová modifikace, transformace vyšších organismů
4. Polysacharidy: vláknina, gumy, slizy, pektiny. Deriváty cukrů. Rostliny a mikroorganismy produkující polysacharidy s významným biologickým účinkem, biotechnologická produkce.
5. Specificky aktivní proteiny a enzymy. Biotechnologická produkce enzymů, využití enzymů v biotechnologiích. Lektiny, intensivně sladké proteiny. Přírodní látky odvozené od aminokyselin.
6. Biotransformace - základní charakteristika procesů. Příklady využití biotransformací v biotechnologiích.
7. Antibiotika - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy. Současný stav produkce ve světě, výzkum a vývoj
8. Cytostatika a kancerostatika - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy
9. Alkaloidy. Obecné vlastnosti, taxonomický výskyt, protoalkaloidy. Alkaloidy ovlivňující signální funkci acetylcholinu. Produkční organismy, technologie. Drogy a jejich účinky, legislativa.
10. Vitamíny - charakteristika, produkční organismy, technologické procesy
11. Fenolické látky. Obecné vlastnosti. Jednoduché fenoly, fenolické kyseliny a jejich estery, kumariny. Flavonoidy a lignany. Fytoestrogeny. Třísloviny. Chinony. Orcinoly a floroglucinoly.
12. Terpenoidy. Monoterpeny a esenciální oleje. Toxické diterpeny. Triterpenoidy, steroidy a karotenoidy.
13. Základy práce s rostlinnými a živočišnými buněčnými a tkáňovými kulturami.