Katedra i Zakład Biochemii

i Biologii Molekularnej

UNIWERSYTETU MEDYCZNEGO

im. Karola Marcinkowskiego

w Poznaniu

Przewodnik do zajęć

z

BIOCHEMII

dla studentów

I roku kierunku Lekarskiego

Rok akademicki 2012/2013

2

Zredagował zespół pod kierunkiem

Prof. dr hab. Pawła P. Jagodzińskiego

Bogusław J. Dylewski

Marcin Hołysz

Adrianna Mostowska

Adam Sobkowiak

Opracowanie edytorskie tekstu:

Bogusław J. Dylewski

3

SPIS TREŚCI

Przedmowa .....................................................................

4

Informacje ogólne ..........................................................

5

Regulamin zajęć z biochemii dla studentów I roku
kierunku Lekarskiego ....................................................

6

Program wykładów dla studentów I roku
kierunku Lekarskiego ....................................................

9

Program modułów:
Moduł I Białka: .............................................................

10

Sprawdzian wejściowy I ...............................................

10

Ćwiczenie 1 ...................................................................

10

Seminarium I .................................................................

11

Seminarium II ...............................................................

11

Seminarium III ..............................................................

12

Repetytorium I ..............................................................

12

Moduł II Węglowodany: ...............................................

13

Sprawdzian wejściowy II ..............................................

13

Ćwiczenie 2 ...................................................................

13

Seminarium IV ..............................................................

14

Seminarium V ...............................................................

14

Seminarium VI ..............................................................

15

Repetytorium II .............................................................

15

Piśmiennictwo.................................................................

16

Reguły bezpieczeństwa
i higieny pracy w laboratorium.....................................

17

4

Przedmowa

Drodzy Studenci!

Biochemia jako nauka biologiczna zawsze wywierała wielki wpływ na postęp nauk klinicznych,

gdyż znajomość procesów metabolicznych przebiegających w komórce pozwala lepiej zrozumieć podłoże
molekularne wielu chorób, a nawet wyjaśnić ich przyczyny, co umożliwia podjęcie skutecznej terapii.
Dlatego dla nauczających tego przedmiotu stanowi duże wyzwanie oraz nasuwa konieczność precyzyjnego
określenia wymagań dla studentów medycyny. Zdając sobie sprawę z tego, jak cenny jest czas studentów

i ile godzin muszą poświęcać na inne przedmioty, niniejszy „Przewodnik” ma ułatwić każdorazowe

przygotowywanie się do poszczególnych zajęć dydaktycznych i pomóc Państwu w opanowaniu tej tak

potrzebnej dziedziny wiedzy dla świadomego wykonywania zawodu lekarza.

W związku z reformą studiów na kierunku lekarskim, nauczanie Biochemii od roku akademickiego

2012/2013 prowadzone jest na I-szym (w semestrze letnim) i II-gim roku studiów (w semestrze zimowym),

stąd niniejszy przewodnik zawiera wyłącznie informacje dotyczące organizacji zajęć dydaktycznych
w bieżącym roku akademickim. Natomiast zasady zaliczenia całości przedmiotu Biochemia zostaną
przedstawione i szczegółowo omówione na zajęciach w dniu 27 lutego 2013 r. Wydanie przewodnika
dydaktycznego, które przekazujemy studentom I-go roku kierunku Lekarskiego zawiera: regulamin zajęć
obejmujący m.in. szczegółowe kryteria zaliczenia zajęć, program nauczania biochemii w poszczególnych
modułach tematycznych, zakres materiału obowiązującego na ćwiczeniach i seminariach, tematykę
wykładów, reguły bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium oraz piśmiennictwo w zakresie

podstawowym i uzupełniającym. Chcielibyśmy jednocześnie zachęcić do korzystania z innych źródeł,

szczególnie z internetu, gdzie można znaleźć najnowsze prace doświadczalne i poglądowe, a także bardzo

ciekawe opracowania dydaktyczne. Ponieważ zgodnie z Regulaminem Studiów wykłady są obowiązkową

formą zajęć, postanowiliśmy aby całość punktów możliwych do uzyskania na sprawdzianie z materiału
wykładowego stanowiła o ocenie podstawowej, co ma zachęcić Państwa do systematycznego uczestnictwa
w wykładach, a tym samym ułatwić przygotowanie do egzaminu końcowego z Biochemii obejmującego

m.in. treści przekazywane wyłącznie na wykładach. Podobnie jak w latach poprzednich postanowiliśmy, że

w przypadku zdania egzaminu w pierwszym terminie zostanie uwzględniona całoroczna i systematyczna

praca, co umożliwi uzyskanie wyższej oceny końcowej niż wynikałoby to z rezultatu egzaminu testowo-

opisowego.

Równocześnie dziękuję Kolegom z Zespołu dydaktycznego Katedry za pracę włożoną w przygoto-

wanie i wydanie tegorocznego „Przewodnika”, który jest dostępny w wersji elektronicznej na stronie

internetowej Katedry: www.biolmol.ump.edu.pl

Życząc powodzenia proszę jednocześnie o przekazywanie uwag dotyczących organizacji i treści

zajęć, co pomoże nam lepiej dostosować się do Państwa oczekiwań.

Prof. dr hab. Paweł P. Jagodziński

Poznań, 5 lutego 2013 r.

5

INFORMACJE OGÓLNE

Nazwa przedmiotu – Biochemia

Nazwa i adres jednostki

Katedra i Zakład Biochemii i Biologii Molekularnej

Uniwersytet Medyczny w Poznaniu

Collegium Anatomicum, ul. Święcickiego 6

60-781 Poznań

tel. [phone], fax: [phone]

Kierownik:

Prof. dr hab. Paweł P. Jagodziński

St. wykładowcy:

dr n. med., mgr farm. Bogusław J. Dylewski

dr n. przyr. Adam Sobkowiak

Wykładowcy:

dr n. med. Marcin Hołysz

dr n. med. Marta Ociepa-Zawal

Adiunkci:

dr n. biol. Adrianna Mostowska

Asystenci:

mgr biotech. Hanna Drzewiecka

dr n. biol. Tomasz Lehmann

mgr biotech. Agnieszka Rawłuszko

dr n. farm., mgr biol. mol. Agata Różycka

mgr inż. Aleksander Strugała

mgr inż. Agata Tomaszewska

Prac. naukowo-tech.:

dr n. biol. Andrzej Kostyrko (st. specjalista)

mgr Alicja Pinczewska (sam. ref. tech.)

Prac. inż.-techniczni:

mgr Bartosz Frycz (sam. ref. tech.)

Jarosław Gabrysiak (technik)

Agnieszka Hertel (st. ref. tech.)

mgr Joanna Jurkowlaniec-Salazar (sam. ref. tech.)

mgr Anita Markiewicz (sam. tech.)

mgr inż. Sylwia Matuszewska (sam. ref. tech.)

mgr inż. Mariusz Nawrocki (sam. ref. tech.)

Longina Nowak (sam. tech.)

mgr Bogumiła Ratajczak (specjalista)

Prac. administr.:

mgr biol. Paulina Michalak (specjalista)

Prac. obsługi:

Barbara Dulat

6

R E G U L A M I N Z A J Ę Ć Z B I O C H E M I I

dla studentów I-go roku kierunku Lekarskiego

w roku akademickim 2012/2013

A. Organizacja zajęć

Zajęcia dydaktyczne z biochemii odbywają się systemem modułowym. Całość materiału

realizowanego w semestrze letnim podzielono na dwa moduły (białka i węglowodany). W skład
każdego modułu wchodzą: sprawdzian wejściowy, ćwiczenie laboratoryjne, trzy seminaria,
repetytorium oraz sprawdzian wyjściowy. Wykłady mają za zadanie głównie pogłębiać i uzupełniać
treści seminariów oraz integrować program nauczania w modułach tematycznych, gdyż nie są
powtórzeniem treści programowych obowiązujących na zajęciach praktycznych.

Zajęcia praktyczne z biochemii odbywają się w grupach ćwiczeniowych wg szczegółowego

harmonogramu zajęć podanego na tablicy ogłoszeń i na stronie internetowej Katedry, zgodnie
z planem i wymiarem godzin ustalonym przez Dziekanat Wydziału Lekarskiego I.

Obecność na wszystkich zajęciach jest obowiązkowa, a obecność na ćwiczeniach

laboratoryjnych i seminariach tematycznych jest kontrolowana.

Studenci przygotowują się do zajęć praktycznych ze Skryptu do Ćwiczeń z Biochemii,

dostępnych podręczników oraz wskazanego piśmiennictwa.

B. Program ćwiczeń, seminariów i repetytoriów

Moduł I: Białka

Moduł II:

Węglowodany

ćw. 1. Metody rozdziału białek

i oznaczania aktywności enzymów

ćw. 2. Oznaczanie stężenia glukozy

i aktywności α-amylazy

sem. I Struktura i funkcja białek

sem. IV Metabolizm cukrów prostych

sem. II Hemoglobina

sem. V Metabolizm wielocukrów

sem. III Enzymy

sem. VI Regulacja stężenia glukozy we krwi

rep. I Białka

rep. II Węglowodany

C. Zasady szczegółowe

1. Sprawdziany wejściowe

W każdym module odbywa się pisemny sprawdzian obejmujący podstawowe zagadnienia

danego modułu.

2. Ćwiczenia
a) ćwiczenia laboratoryjne rozpoczynają się punktualnie zgodnie z harmonogramem zajęć;
b) student musi być przygotowany teoretycznie na każde ćwiczenie w stopniu umożliwiającym

podjęcie zajęć praktycznych;

c) studenci powinni wypełnić protokół z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych i uzyskać

zaliczenie;

d) na zajęciach praktycznych studenci są zobowiązani do pracy w fartuchach laboratoryjnych,

przestrzegania przepisów BHP oraz zarządzeń porządkowych osób prowadzących ćwiczenia.

7

3. Seminaria

Seminaria prowadzone są w formie interaktywnej, aby studenci mogli brać czynny udział

w zajęciach i wykazać się znajomością materiału, za co mogą uzyskać punkty premii.

4. Repetytoria

Repetytoria obejmują zakres tematyczny seminariów w danym module, a znajomość

przebiegu omawianych procesów biochemicznych i wzorów metabolitów jest weryfikowana
sprawdzianem pisemnym.

5. Sprawdziany wyjściowe

Po przeprowadzeniu seminariów w danym module odbywa się sprawdzian testowy z całości

materiału objętego programem tych seminariów. Warunkiem przystąpienia do sprawdzianu jest
uczestnictwo w co najmniej dwóch seminariach tematycznych.

6. Sprawdzian z materiału wykładowego

Po zakończeniu cyklu wykładów w semestrze letnim odbędzie się sprawdzian testowy

z materiału wykładowego.

7. Nieobecności

Student nie ma obowiązku usprawiedliwiania nieobecności na zajęciach kontrolowanych,

ale nie ma możliwości odrabiania nieobecności. Spóźnienie przekraczające 15 minut traktuje się
jako nieobecność.

W uzasadnionych przypadkach, za zgodą Kierownika danego modułu tematycznego, student

może odrobić nieobecność na zajęciach kontrolowanych wyłącznie do dnia sprawdzianu
wyjściowego w danym module.

D. System oceny punktowej wyników nauczania

W celu ciągłej i obiektywnej oceny postępów w nauce stosowany jest system punktowy.

Elementy procesu dydaktycznego są punktowane w dwojaki sposób: jako punkty, stanowiące
o ocenie podstawowej (których suma wynosi 100%) oraz jako punkty dodatkowe będące premią
za wyróżniające przygotowanie do zajęć i aktywność (wliczane do sumy punktów zgromadzonych
w ciągu kursu). Ocena postępów w nauce jest podawana do wiadomości zainteresowanych
studentów.

Punktowane są następujące elementy procesu dydaktycznego:

1. Sprawdziany wejściowe: za każdy sprawdzian pisemny w module uzyskać można od 0 do

6 pkt.

2. Ćwiczenia laboratoryjne: za przygotowanie teoretyczne, wykonanie ćwiczenia i opracowanie

protokołu od 1 do 4 pkt. za każde ćwiczenie. Student nieprzygotowany teoretycznie nie może
być dopuszczony do zajęć i nie otrzymuje punktów. Za nieobecność odlicza się po 2 pkt. za
każde ćwiczenie.

3. Seminaria: za aktywny udział w seminarium od 1 do 3 pkt. premii wg uznania osoby

prowadzącej seminarium. W każdym module można uzyskać maksimum 9 pkt. premii.

4. Repetytoria: za każdy sprawdzian pisemny uzyskać można od 0 do 10 pkt.
5. Sprawdziany wyjściowe: za każdy sprawdzian wyjściowy obejmujący 30 pytań testowych

uzyskać można od 0 do 30 pkt.

6. Sprawdzian z materiału wykładowego: za sprawdzian testowy obejmujący 40 pytań

z materiału wykładowego można uzyskać od 0 do 40 pkt.

8

E. Kryteria zaliczenia zajęć z biochemii w roku akademickim 2012/2013

W związku z zapisem w Regulaminie Studiów, dającym prawo do 2-krotnego poprawiania

sprawdzianów cząstkowych, wyjaśnia się, iż w stosowanym w Katedrze systemie oceny, ten sam
zakres materiału sprawdzany jest kilkakrotnie: na sprawdzianie wejściowym, ćwiczeniu
laboratoryjnym, repetytorium i sprawdzianie wyjściowym z seminariów, a kryterium zaliczenia jest
suma wszystkich ocen, wyrażona w punktach.

W ciągu semestru letniego uzyskać można maksimum 140 pkt. (100%) plus 18 pkt. premii.

1. Warunkiem uzyskania zaliczenia zajęć z biochemii jest uzyskanie minimum 84 pkt. (60%).
2. Student, który uzyskał:

a/ mniej niż 84 pkt., lecz co najmniej 56 pkt. (40%), może ubiegać się o zaliczenie zajęć na
podstawie sprawdzianu z całości materiału obowiązującego na ćwiczeniach i seminariach.

b/ mniej niż 56 pkt., lecz co najmniej 42 pkt. (30%), może ubiegać się o zaliczenie zajęć na

podstawie sprawdzianu z całości materiału obowiązującego na ćwiczeniach, seminariach
i wykładach.

O ocenie pozytywnej sprawdzianu zaliczeniowego w każdym przypadku decyduje uzyskanie

co najmniej 60% pkt.

W przypadku uzyskania oceny negatywnej lub nieprzystąpienia do sprawdzianu zaliczeniowego,

student ma prawo do 2-krotnego poprawiania go w terminie ustalonym przez Katedrę. Student,
który nie poprawi tego sprawdzianu, nie uzyska zaliczenia zajęć z biochemii w bieżącym roku
akademickim.

3. Student, który uzyskał mniej niż 42 pkt.(30%) nie otrzymuje zaliczenia zajęć i nie ma

możliwości odrobienia zaległości w danym roku akademickim.

4. Punkty uzyskane w ciągu roku akademickiego 2012/2013, powyżej progu zaliczenia, zostaną

przeliczone na tzw. punkty "bonusowe" wg następującego wzoru:

punkty "bonusowe" = suma punktów zaliczenia – 84

i doliczone do punktów zgromadzonych w semestrze zimowym roku akademickiego 2013/2014.

F. Uwagi końcowe:

1. Studenta obowiązuje ponadto: przestrzeganie ogólnie przyjętych norm zachowania;

uporządkowanie stanowiska pracy po zakończeniu ćwiczenia; poszanowanie aparatury, sprzętu
i wyposażenia sal dydaktycznych oraz przestrzeganie bieżących zarządzeń Kierownika Katedry
i osób prowadzących zajęcia.

2. Regulamin zajęć z biochemii oparty jest na Regulaminie Studiów w Uniwersytecie

Medycznym im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu z dnia 25 kwietnia 2012 r., który obowiązuje
we wszystkich sprawach nie objętych niniejszym regulaminem.

9

PROGRAM WYKŁADÓW

dla studentów I-go roku kierunku Lekarskiego

w roku akademickim 2012/2013

1. Enzymy

1.1. Struktura enzymów: grupa prostetyczna, apoenzym.
1.2. Koenzymy i rola witamin jako ich składników.

2. Utleniania biologiczne

2.1. Cykl kwasu cytrynowego: metabolity i enzymy, źródła acetylo-CoA i szczawiooctanu,

włączanie aminokwasów do cyklu, wytwarzanie równoważników redukcyjnych, znaczenie
cyklu dla integracji metabolizmu komórki.

2.2. Łańcuch oddechowy: źródła równoważników redukcyjnych, struktura poszczególnych ogniw

łańcucha oddechowego, transport elektronów i jego inhibitory, miejsca sprzężenia transportu
elektronów z syntezą ATP, fosforylacja oksydacyjna (hipoteza chemiosmotyczna, inhibitory).

3. Metabolizm aminokwasów

3.1. Aminokwasy egzo- i endogenne: biosynteza aminokwasów endogennych.
3.2. Biologicznie czynne pochodne aminokwasów: hormony tarczycy (trijodotyronina, tyroksyna),

aminy katecholowe (dopamina, noradrenalina, adrenalina), aminy indolowe (serotonina,
melatonina), cholina i acetylocholina, poliaminy (spermidyna, spermina), kreatyna
i kreatynina.

3.3. Bilans azotowy.
3.4. Rola deaminazy L- i D-aminokwasów, dehydrogenazy glutaminianowej w metabolizmie grupy

aminowej.

3.5. Cykl mocznikowy i związane z nim zaburzenia metaboliczne, mechanizm zatrucia

amoniakiem.

3.6. Rola nerek w wiązaniu i wytwarzaniu kationu amonowego. Kwasica i zasadowica

metaboliczne.

3.7. Katabolizm szkieletów węglowych aminokwasów. Aminokwasy cukrotwórcze i ketotwórcze.
3.8. Wrodzone wady przemian: fenyloalaniny, tyrozyny, glicyny, proliny, histydyny, tryptofanu,

lizyny, aminokwasów o łańcuchu rozgałęzionym oraz zawierających siarkę.

4. Biochemia tkanek

4.1. Podłoże biochemiczne procesów zachodzących w tkance łącznej (nabłonkowej, włóknistej,

chrzęstnej i kostnej).

4.2. Molekularne aspekty skurczu mięśnia.
4.3. Przewodzenie bodźców w ośrodkowym układzie nerwowym i na zakończeniach nerwowych:

neurotransmitery i ich receptory, transdukcja sygnałów, wtórne przekaźniki informacji
(cAMP, cGMP, fosfatydyloinozytole i jony wapnia).

4.4. Biosynteza i funkcja tlenku azotu (NO).

5. Stres oksydacyjny

5.1. Reaktywne formy tlenu.
5.2. Czynniki antyutleniające.
5.3. Reakcje utleniania składników komórkowych przez reaktywne formy tlenu i towarzyszące im
zmiany chorobowe.

10

Moduł I

B I A Ł K A

SPRAWDZIAN WEJŚCIOWY I
Zakres materiału

Aminokwasy – budowa (wzory strukturalne) i podział: (a) w zależności od budowy łańcucha

bocznego; (b) aminokwasy polarne i apolarne; (c) aminokwasy egzo- i endogenne; (d) aminokwasy
gluko- i ketogenne.

Właściwości fizykochemiczne aminokwasów (równowagi protonowe, punkt izoelektryczny,

izomeria). Tworzenie wiązań peptydowych.

Peptydy – karnozyna, anseryna, glutation (wzory i rola). Podstawowe grupy peptydów (hormony

uwalniające podwzgórza, peptydy cykliczne tylnego płata przysadki, peptydy przewodu
pokarmowego, neuropeptydy).

Struktura i właściwości białek: (a) kryteria klasyfikacji białek w zależności od składu amino-

kwasowego, kształtu cząsteczek, rozpuszczalności, funkcji, właściwości fizycznych, (b)
konformacja białek, struktura pierwszorzędowa i wtórnorzędowe, rodzaje wiązań stabilizujących
strukturę cząsteczki białek, (c) wytrącanie białek (dehydratacja i denaturacja).

Enzymy: (a) nazewnictwo i klasyfikacja enzymów, (b) swoistość działania enzymów, (c) funkcja

i podział koenzymów.

Ćwiczenie 1.

METODY ROZDZIAŁU BIAŁEK I OZNACZANIA AKTYWNOŚCI
ENZYMÓW

Zakres materiału

Struktura i właściwości białek. Pochodzenie i rola biologiczna białek osocza krwi.
Hipo- i dysproteinemie (przyczyny i następstwa).
Frakcjonowanie białek surowicy krwi za pomocą elektroforezy (podstawy teoretyczne, warianty

technik, warunki rozdziału, oznaczanie stężenia białka we frakcjach).

Klasyfikacja i nazewnictwo enzymów. Podstawy katalizy enzymatyczej. Aktywność enzymu.

Jednostki aktywności. Kinetyka „klasyczna” (równanie Michaelisa). Aminotransferazy.

Oznaczanie aktywności aminotransferaz w surowicy i jego znaczenie diagnostyczne.

Część doświadczalna
Frakcjonowanie białek surowicy krwi za pomocą elektroforezy w żelu agarozowym.
Oznaczanie aktywności aminotransferaz w surowicy.

11

Seminarium I.

STRUKTURA I FUNKCJA BIAŁEK

Zakres materiału
1. Poziomy organizacji łańcucha peptydowego: (a) struktury I-, II-, III- i IV-rzędowa, (b) pojęcie
domeny.
2. Budowa łańcucha polipeptydowego: (a) struktura



-helisy, (b) struktura β-harmonijki, (c)

potrójna helisa kolagenu.
3. Zależność pomiędzy sekwencją aminokwasów w białku i jego konformacją.
4. Znaczenie biologiczne oraz zakres funkcji pełnionych przez białka.
5. Białka osocza krwi: (a) skład i procentowa zawartość poszczególnych frakcji białkowych, (b)
rola albumin w utrzymaniu ciśnienia onkotycznego oraz ich zdolność do wiązania różnych
ligandów, (c) funkcje transportowe globulin, (d) rola haptoglobiny w ochronie organizmu przed
utratą żelaza, (e) udział transferyny i ceruloplazminy w metabolizmie żelaza i miedzi, (f)
właściwości immunoglobulin ludzkich, (g) rola fibrynogenu w procesie krzepnięcia krwi, (h)
zaburzenia w składzie białek osocza towarzyszące niektórym schorzeniom (hipoproteinemie i dys-
proteinemie).
6. Trawienie białek w przewodzie pokarmowym – enzymy proteolityczne.
7. Degradacja białek wewnątrzkomórkowych – rola ubikwityny.
8. Podstawowe procesy przemiany aminokwasów: deaminacja, transaminacja, dekarboksylacja.

Seminarium II.

HEMOGLOBINA

Zakres materiału
1. Hemoglobina jako białko allosteryczne: (a) konformacja cząsteczki hemoglobiny – wiązania
stabilizujące jej strukturę, (b) struktura mioglobiny, (c) hemoglobiny prawidłowe.
2. Udział hemoglobiny w transporcie tlenu i dwutlenku węgla: (a) krzywa powinowactwa
hemoglobiny i mioglobiny do tlenu, (b) wpływ efektorów allosterycznych na powinowactwo
hemoglobiny i mioglobiny do tlenu (2,3-BPG, CO

2

, pH, efekty homotropowe i heterotropowe), (c)

zmiany konformacyjne cząsteczki hemoglobiny towarzyszące jej utlenowaniu, (d) mechanizm
transportu dwutlenku węgla z tkanek do płuc. Rola dehydratazy węglanowej (anhydraza
węglanowa).
3. Zaburzenia syntezy części białkowej hemoglobiny. Hemoglobiny nieprawidłowe (talasemie,
HbS, HbM, HbC) oraz mechanizmy leżące u podstaw hemoglobinopatii.
4. Biosynteza hemu i jej regulacja. Zaburzenia biosyntezy hemu (porfirie).
5. Katabolizm hemu i wydalanie produktów jego przemiany: (a) powstawanie bilirubiny, (b)
transport bilirubiny w osoczu, (c) mechanizmy sprzęgania bilirubiny w wątrobie i wydzielanie
bilirubiny sprzężonej do żółci, (d) przemiany bilirubiny sprzężonej w jelicie. Krążenie jelitowo-
wątrobowe barwników żółciowych.
6. Hiperbilirubinemie – podział, główne przyczyny.

12

Seminarium III.

ENZYMY

Zakres materiału
1. Budowa enzymów: (a) centrum katalityczne, (b) miejsca allosteryczne, (c) swoistość
substratowa enzymów, (d) enzymy wielofunkcyjne i kompleksy enzymatyczne, (e) koenzymy.
2. Zasady klasyfikacji i nazewnictwa enzymów.
3. Kinetyka reakcji enzymatycznych: (a) zależność szybkości reakcji od stężenia substratu
(równanie Michaelisa-Menten i jego przedstawienie za pomocą metod graficznych – wykres
Lineweavera-Burka), oddziaływania kooperacyjne i równanie Hill’a, (c) wpływ temperatury, pH
i stężenia enzymu na szybkość reakcji.
4. Aktywatory i inhibitory enzymów: (a) rola jonów metali w katalizie enzymatycznej, (b)
inhibitory nieodwracalne, (c) inhibitory odwracalne kompetycyjne i niekompetycyjne.
5. Metody oznaczania aktywności enzymów. Jednostki aktywności enzymatycznej.
6. Regulacja aktywności enzymatycznej: (a) przez modyfikacje kowalencyjne, (b) przez
modyfikacje allosteryczne.
7. Wewnątrzkomórkowe rozmieszczenie enzymów.
8. Znaczenie enzymów w diagnostyce medycznej: (a) enzymy sekrecyjne i wskaźnikowe, (b)
izoenzymy.

Repetytorium I.

BIAŁKA – zakres tematyczny seminariów I, II i III.

13

Moduł II

W Ę G L O W O D A N Y

SPRAWDZIAN WEJŚCIOWY II
Zakres materiału

Klasyfikacja i nazewnictwo węglowodanów. Rodzaje izomerii cukrów. Właściwości

fizykochemiczne cukrów prostych (rozpuszczalność, właściwości optyczne, redukcyjne, produkty
utlenienia i redukcji).

Ważne biologicznie pochodne cukrów prostych (deoksycukry, aminocukry, estry fosforanowe).
Wiązania glikozydowe. Budowa i funkcja oligo- i polisacharydów: disacharydy (redukujące

i nieredukujące), homoglikany (skrobia, glikogen, celuloza), heteroglikany (glikozaminoglikany).

Ćwiczenie 2.

OZNACZANIE STĘŻENIA GLUKOZY ORAZ AKTYWNOŚCI
AMYLAZY TRZUSTKOWEJ WE KRWI

Zakres materiału

Wartości prawidłowe stężenia glukozy w surowicy krwi.
Źródła glukozy we krwi: egzogenne (produkty pochodzenia roślinnego i zwierzęcego)

i endogenne (drogi metaboliczne węglowodanów odpowiedzialne za utrzymanie prawidłowego
stężenia glukozy we krwi).

Regulacja hormonalna stężenia glukozy we krwi.
Znaczenie diagnostyczne oznaczania poziomu hemoglobiny glikozylowanej w surowicy krwi.
Znaczenie diagnostyczne oznaczania amylazy trzustkowej w surowicy krwi.

Część doświadczalna
Oznaczanie stężenia glukozy metodą enzymatyczną w krwi pełnej.
Oznaczanie aktywności amylazy w surowicy krwi metodą Caraway’a.

14

Seminarium IV.

METABOLIZM CUKRÓW PROSTYCH

Zakres materiału
1. Transport cukrów prostych przez błony komórkowe: (a) rola nośników białkowych
w przechodzeniu glukozy do komórek, (b) rola pompy sodowo-potasowej w transporcie glukozy
do enterocyta, transport ułatwiony do i z enterocyta, (c) wpływ insuliny na transport glukozy
do komórek – transportery glukozy.
2. Fosforylacja glukozy w wątrobie i w tkankach obwodowych; rola glukokinazy i heksokinazy.
3. Glikoliza: (a) glikoliza w warunkach tlenowych i beztlenowych: lokalizacja enzymów
glikolitycznych w komórkach i tkankach, fosforylacja substratowa, utlenienie NADH, losy
pirogronianu, powstawanie i rola 2,3-bisfosfoglicerynianu w erytrocytach, (b) regulacja aktywności
kluczowych enzymów glikolizy.
4. Cykl pentozofosforanowy: (a) lokalizacja enzymów w komórkach i tkankach, przebieg reakcji
w warunkach

zapotrzebowania komórki na równoważniki redukcyjne i w warunkach

zapotrzebowania na pentozy, (b) powiązanie cyklu pentozofosforanowego z glikolizą; rola
transaldolazy i transketolazy, (c) udział difosfotiaminy w przenoszeniu dwuwęglowych fragmentów
aldehydowych, (d) rola NADPH w procesach biosyntez oraz redukcji glutationu.
5. Glukoneogeneza: (a) lokalizacja enzymów w komórkach i tkankach, (b) reakcje omijające
nieodwracalne etapy glikolizy, (c) substraty dla glukoneogenezy (rola dehydrogenazy mleczanowej,
aminotransferazy alaninowej, kinazy glicerolowej), (d) cykl Cori i cykl alaninowy, (e) regulacja
aktywności kluczowych enzymów glukoneogenezy, (f) kontrola glikolizy i glukoneogenezy
w wątrobie (rola fruktozo-2,6-bisfosforanu).
6. Przemiana fruktozy: (a) fosforylacja fruktozy: udział fruktokinazy i heksokinazy, (b) włączenie
w przemiany glukozy w wątrobie i w tkankach obwodowych, (c) szlak sorbitolowy i jego
znaczenie.
7. Przemiana galaktozy i mannozy: (a) enzymy fosforylujące, (b) włączenie do glikolizy, (c)
synteza laktozy.
8. Zaburzenia przemiany cukrów prostych: galaktozemia, fruktozuria, wrodzona nietolerancja
fruktozy, zaćma cukrzycowa oraz niedobór dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej w krwince
czerwonej.

Seminarium V.

METABOLIZM WIELOCUKRÓW

Zakres materiału
1. Trawienie węglowodanów w przewodzie pokarmowym: (a) lokalizacja i specyficzność
substratowa enzymów trawiących węglowodany, (b) zaburzenia trawienia węglowodanów:
niedobór laktazy, sacharazy, izomaltazy.
2. Metabolizm glikogenu: (a) glikogeneza: powstawanie UDP-glukozy, reakcje katalizowane przez
syntazę glikogenową, powstawanie wiązań α-1,6-glikozydowych, (b) glikogenoliza: produkty
działania fosforylazy glikogenowej oraz amylo-1,6-glukozydazy, udział fosforanu pirydoksalu
w fosforolizie glikogenu, znaczenie glikogenolizy w tkance wątrobowej i mięśniowej, losy
glukozo-6-fosforanu.
3. Regulacja hormonalna przemian glikogenu; rola białek G, cyklicznego AMP oraz kinazy
białkowej A.
4. Synteza prekursorów glikozaminoglikanów: (a) synteza i wykorzystanie UDP-glukuronianu, (b)
biosynteza aminocukrów: donor grupy aminowej, aktywna postać grupy acetylowej, włączenie
fragmentu trójwęglowego w biosyntezie kwasu N-acetyloneuraminowego, aktywne formy cukrów
jako substraty do biosyntezy glikoprotein i proteoglikanów.

15

5. Synteza proteoglikanów i glikoprotein: (a) struktura, podział, funkcja, (b) miejsce syntezy części
białkowej i glikozylacji w komórce, (c) tworzenie wiązań O-glikozydowych i N-glikozydowych,
rola estrów fosforanowych dolicholu.
6. Zaburzenia metabolizmu wielocukrów: (a) choroby spichrzeniowe, (b) mukopolisacharydozy.

Seminarium VI.

REGULACJA STĘŻENIA GLUKOZY WE KRWI

Stan sytości
1. Odpowiedź hormonalna na zwiększone stężenie glukozy we krwi (stan po posiłku), biosynteza
insuliny (miejsce syntezy, forma aktywna hormonu), rola insuliny (stymulacja dróg
metabolicznych, indukcja syntezy enzymów, przemieszczenie transporterów glukozy do błony
komórkowej tkanek mięśniowej i tłuszczowej).
2. Udział wątroby w regulacji poziomu glukozy: rola glukokinazy, odkładanie glikogenu, glukoza
jako substrat dla syntezy kwasów tłuszczowych, glicerolu oraz równoważników redukcyjnych
(NADPH).
3. Enzymy regulatorowe glikogenogenezy, glikolizy i cyklu pentozofosforanowego: efektory
allosteryczne, modyfikacje kowalencyjne, indukcja syntezy enzymów.
4. Drogi metaboliczne glukozy w tkance tłuszczowej, mięśniach szkieletowych, mózgu, nerce
i erytrocycie.

Stan głodu
1. Odpowiedź hormonalna na obniżone stężenie glukozy we krwi. Rola glukagonu w stymulacji
procesów metabolicznych dostarczających związków energetycznych w okresie poresorpcyjnym
i głodzeniu (glukoza, kwasy tłuszczowe, ciała ketonowe, aminokwasy, glicerol). Rola
katecholamin.
2. Udział wątroby w utrzymywaniu prawidłowego stężenia glukozy we krwi: rozpad glikogenu,
synteza glukozy ze związków niecukrowych.
3. Enzymy regulatorowe glikogenolizy, glukoneogenezy, efektory allosteryczne, modyfikacje
kowalencyjne, indukcja i represja syntezy enzymów.
4. Udział innych tkanek w dostarczaniu substratów energetycznych: tkanka tłuszczowa (rola lipazy
hormonozależnej), tkanka mięśniowa (cykl alaninowy, cykl Cori), nerka (glukoneogeneza).
5. Źródła związków energetycznych dla mózgu, erytrocytów, mięśni szkieletowych i mięśnia
sercowego w początkowej fazie głodu i w przedłużonym głodzeniu.
6. Cukrzyca – przyczyny, występowanie, zmiany metaboliczne w cukrzycy typu 1.

Repetytorium II. WĘGLOWODANY – zakres tematyczny seminariów IV, V i VI.

16

PIŚMIENNICTWO
1. Podstawowe
Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Biochemia Harpera, PZWL, Warszawa,

2004, 2008

Bańkowski E. Biochemia, Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner, Wrocław, 2004
Trzeciak W.H. (red.) Biochemia. Skrypt do Ćwiczeń Laboratoryjnych, Wyd. AM, Poznań 1997

2. Uzupełniające
Alberts B., Bray P., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Podstawy biologii

komórki. Wprowadzenie do biologii molekularnej., PWN, Warszawa, 1999.

Angielski S., Rogulski J. Biochemia kliniczna, PZWL, Warszawa, 1991
Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemia, PWN, Warszawa, 2005, 2009
Davidson V.L., Sittman D.B. Biochemia, Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner, Wrocław,

2002

Hames B.D., Hooper N.M., Houghton J.D. Biochemia – krótkie wykłady, Wydawnictwo Naukowe

PWN, Warszawa, 2006

Kączkowski J. Podstawy biochemii, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1996
Konieczny L., Roterman I. Strategia działania organizmu żywego, Wydawnictwo „Zamiast

korepetycji”, Kraków, 2000

Szafran H., Knapik-Czajka M. Podstawy biochemiczne gospodarki lipidowej organizmu człowieka,

Collegium Medicum UJ, Kraków, 1994

Turner P.C., McLennan A.G., Bates A.D., White M.R.H. Biologia molekularna – krótkie wykłady,

Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2004

17

REGUŁY

BEZPIECZEŃSTWA I HIGIENY PRACY

W LABORATORIUM

Przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych należy zapoznać się z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy
w laboratorium oraz ściśle stosować się do zasad techniki laboratoryjnej i wskazówek asystenta. W szczególności:

1. W pracowni biochemicznej należy przebywać w fartuchu laboratoryjnym. Jeżeli istnieje taka konieczność, należy używać
okularów, rękawic i fartuchów ochronnych. W laboratorium nie wolno spożywać pokarmów i płynów oraz palić papierosów.

2. Roztwory należy pobierać przez zanurzenie pipety, przy czym do każdego roztworu należy używać czystej pipety. Nie wolno
aspirować ustami. Do odmierzania i rozcieńczania płynów służą cylindry lub kolby miarowe oraz pipety zaopatrzone w nasadki lub
gruszki gumowe. Nie wolno wlewać do butelek roztworów z nich pobranych.

3. Pipety używane do stężonych kwasów lub zasad należy natychmiast przepłukać wodą. Kroplę ługu lub kwasu, która przypadkiem
upadnie na stół laboratoryjny lub podłogę, należy starannie zetrzeć. Wszelkie doświadczenia ze stężonymi kwasami, amoniakiem
i bromem przeprowadza się pod wyciągiem. Przypomina się, że nie wolno wlewać wody do stężonego kwasu, gdyż powstała
mieszanina silnie się rozgrzewa i może spowodować oparzenie.

4. Należy posługiwać się sprzętem jednorazowego użytku lub dokładnie umytym sprzętem szklanym, który po użyciu trzeba
przepłukać wodą bieżącą, umyć roztworem detergentu, usunąć detergent wodą bieżącą, a następnie co najmniej 3-krotnie przemyć
wodą destylowaną.

5. Podczas pracy z substancjami łatwopalnymi nie należy zapalać ognia. Jeżeli powstanie pożar na skutek zapalenia się
rozpuszczalników organicznych, nie należy go gasić wodą, lecz kocem gaśniczym szklanym lub przy użyciu gaśnicy.

6. Podczas ogrzewania płynów w probówce ustawicznie mieszać, aby uniknąć przegrzania cieczy i oparzenia siebie lub sąsiada.
W przypadku oparzenia skóry kwasem lub ługiem miejsce oparzone należy dokładnie opłukać pod bieżącą wodą i przemyć 2–3%
roztworem wodorowęglanu sodowego (po zadziałaniu kwasu) lub 1–2% roztworem kwasu octowego lub cytrynowego (po
zadziałaniu ługu) i przykryć gazą higroskopijną.

7. W przypadku oparzenia oczu, należy przepłukać je obficie wodą, wprowadzając strumień wody do zewnętrznych kącików oczu,
pod powieki i natychmiast zgłosić się do lekarza.

8. W przypadku dostania się kwasu lub zasady do ust, należy niezwłocznie przepłukać je dużą ilością wody, a następnie odpowiednio
rozcieńczonym roztworem wodorowęglanu sodowego lub kwasu octowego, a w przypadku połknięcia roztworu kwasu lub zasady
należy natychmiast wypić dużą ilość mleka lub wody z surowym białkiem jaja, czy też oleju jadalnego i natychmiast zgłosić się do
lekarza.

9. Przed wirowaniem należy sprawdzić, czy poziom cieczy w probówkach nie przekracza 2 cm poniżej górnej krawędzi, czy na dnie
pojemnika znajduje się gumowa podkładka oraz czy masa przeciwległych probówek wirówkowych wraz z pojemnikami jest
jednakowa (w innym przypadku należy doprowadzić obie probówki wraz z pojemnikami do tej samej masy). W razie stłuczenia
probówki w czasie wirowania należy natychmiast wyłączyć wirówkę i dokładnie oczyścić komorę rotora z odłamków szkła i rozlanej
cieczy.

10. Po zakończeniu doświadczeń, zawartość probówek usuwamy do zlewu na strumień wody, a następnie dokładnie spłukujemy
zlew wodą bieżącą. Odpady stałe należy wyrzucać wyłącznie do kosza, a stłuczone szkło do przeznaczonych do tego celu
pojemników.

11. Przed opuszczeniem pracowni należy uporządkować miejsce pracy, zakręcić krany oraz starannie umyć ręce wodą z mydłem.