Курс «Химические основы биологических процессов» относится к базовой части блока химических дисциплин, проводится единым циклом для студентов третьего курса химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова в 6 семестре. Курс является необходимой основой для дальнейшей специализации на всех кафедрах факультета.

Учебный курс состоит из двух тематически взаимосвязанных частей. Первая часть знакомит студентов с общими представлениями о строении и функционировании живой клетки. Наиболее важные теоретические разделы специальности излагаются в лекциях, которые читает профессор кафедры химии природных соединений А.М. Копылов. Вторая часть курса знакомит студентов с основными принципами действия ферментов, механизмами ферментативных реакций, применением ферментов в медицине и технологии. Лекции читает профессор кафедры химической энзимологии А.В. Левашов. Цели и задачи курса: дисциплина знакомит студентов с общими представлениями о химических основах жизнедеятельности и основных процессов воспроизведения генетической информации. 

Список всех тем лекций

Лекция 1. Введение в ХОБП (химические основы биологических процессов).
Вводный фильм (Inner life of the cell) Жизнь как химическая система Дж.К.Вентера) Парадигма живого Определение термина "наука" Тенденции развития и слияния наук Проблемы семантики Значение предмета ХОБП для универсантов-химиков Определение и основные свойства живого Системы и их свойства Нелинейность функционирования живого Связь естественных наук с биологией

Лекция 2. Энергетические единицы живого.
Разнообразие видов живого Разнообразие клеток Эндосимбиотическая теория эволюции трех доменов Определение живого Химический состав клетки Типы и энергия химических связей Энергия реакций гидролиза Свойства водных растворов и взаимодействий в них Уровни молекулярной организации клетки Биологические мембраны Липиды

Лекция 3. Белки.
Значение белков для живых организмов Уровни структурной организации белка Белок как информационная молекула Определение первичной структуры белка Пространственная структура белка Надмолекулярные комплексы белков Самоорганизация белков

Лекция 4. Биологические мембраны.
Липиды и белки клеточной мембраны Подвижность мембранных белков Строение трансмембранных белковых доменов Аквапорин Антибиотики на основе ионофоров Преобразования энергии в организме Принцип работы протонного насоса

Лекция 5. Структура и функции ДНК.
Информационные потоки в биохимии Принцип комплементарности и его значение для ДНК Первичная структура нуклеиновых кислот Структура двутяжевой ДНК Гетероциклические основания нуклеиновых кислот Ацикловир как аналог мононуклеотида Вторичная структура ДНК

Лекция 6. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков.
Понятие «антибиотик» - повторение и уточнение определения Биосинтез нуклеиновых кислот Превращения энергии в клетке Ферменты, участвующие в синтезе ДНК Репликация ДНК, фрагменты Оказаки Топоизомеразы Антибиотики на основе ингибиторов топоизомераз Транскрипция - биосинтез РНК Антибиотики на основе ингибиторов транскрипции

Лекция 7. Применение ДНК в биохимических исследованиях.
Денатурация и плавление ДНК Денатурация и ренатурация ДНК Гибридизация ДНК, зонды ( FISH, микрочипы ) (FISH -цитогенетический метод окраски, который применяют для детекции и определения положения специфической последовательности ДНК) Полимеразная цепная реакция Секвенирование

Лекция 8. Структура и функции РНК.
Открытие генетического кода Структура однотяжевой PНК Пребиотическая эволюция Виды РНК Биосинтез белка Генетический код Кодовые правила биосинтеза белка Основные этапы трансляции

Лекция 9. Гены и геном.
Геном бактерий, эукариот и митохондрий Сравнение размеров геномов разных организмов Примерная емкость геномов разных организмов Интроны, экзоны, сплайсинг Переэтерификация в процессе репликации ДНК Экзон-интронная структура гена эукариот Антитела и их биосинтез Плазмиды Вирусные инфекции

Лекция 10. Биоинженерия.
Что такое биоинженерия? Клонирование Возможные манипуляции с ДНК Чтение генома (секвенирование) Синтез ДНК Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов Дактилоскопия ДНК Современные достижения биоинженерии

Лекция 11. Биотехнология и ГМО (генетически модифицированные организмы).
Вводная часть лекции : биотехнологии и ГМО Основные этапы биотехнологии Области биотехнологии Трансгенные организмы (генно-модифицированные организмы и генно-модифицированные продукты) Значение биотехнологий для медицины Рекомбинантные белки Моноклональные антитела Устойчивость к антибиотикам Редактирование генома Реакция общества на биотехнологии Искусственные антитела Молекулярные машины

Лекция 12. Введение в энзимологию. Методы выделения белков.
Основные биохимические процессы Ферментативный катализ как ключевой фактор регуляции биохимических процессов История развития энзимологии Расположение ферментов в клетке Методы выделения и очистки белков (ферментов) - основные положения Фракционирование осаждением Хроматографические методы выделения белков Электрофоретические методы выделения белков Проблемы получения ферментных препаратов Характеристики белковой молекулы

Лекция 13. Структура и стабильность ферментов.
Взаимодействия в белковой молекуле Уровни структурной организации белков Кофакторы Стабильность, денатурация и инактивация ферментов Посттрансляционная и химическая модификации белков Классификация и номенклатура ферментов

Лекция 14. Основные кинетические схемы в кинетике ферментативных реакций.
Значение кинетики в энзимологии Вывод основного уравнения ферментативной кинетики (уравнение Михаэлиса-Ментен) Константа Михаэлиса Схема Анри ферментативных реакций Комбинированная схема (сосуществование непродуктивного и продуктивного связывания) Ацил-ферментная схема Экспериментальные методы определения параметров уравнения Михаэлиса-Ментен

Лекция 15. Кинетика ферментативных реакций.
Простейший расчет размеров ферментного клубка Необратимые ингибиторы Вывод уравнения для конкурентного ингибирования Неконкурентное и бесконкурентное ингибирование Анализ рН-зависимостей Температурные зависимости ферментативных реакций

Лекция 16. Важнейшие аспекты ферментативного катализа.
Эффективность и специфичность ферментативного катализа Теории ферментативного катализа Кислотно-основный катализ Гидролазы (класс ферментов, катализирующих гидролиз ковалентной связи) Кинетика ферментативного катализа - основные схемы и уравнения Ингибирование Температурные зависимости ферментативных реакций

Лекция 17. Ферменты в биотехнологии.
Инженерная энзимология (биотехнология) История развития биоэнзимологии Иммобилизация ферментов Инженерная энзимология (биотехнология)

Лекция 18. Использование ферментов и каталитических процессов в биотехнологии.
Ферментативный катализ в химии Направления использования ферментов Получение аминокислот Трансформация антибиотиков Ферменты в анализе Антитела Иммуноферментный анализ Биосенсоры Биолюминесцентный анализ

Лекция 19. Ферменты в медицине.
Ферменты в медицине Виды лекарственных средств Ферменты в медицине Кишечный тракт и пищеварение Транспорт Схема свертывания крови Нестероидные противовоспалительные средства Действие антибиотиков

Лекция 20. Сферы применения ферментов и их разнообразие.
Историческое введение Ферменты, сферы их применения Молекулярный полиморфизм Индивидуальная чувствительность к лекарственным препаратам Жизнь в кипящей воде

Лекция 21. Ферменты в неводных средах.
Ферменты в неводных средах Стратегии и тактики в энзимологии Мицеллы Активность и специфичность ферментов, включенных в мицеллярные структуры Практические применения ферментативного катализа в мицеллярных средах (органический синтез, анализ, медицинские препараты)