Leerdoelen Biochemiedeel celbiologie 2 (MIB 10306)

Leerdoelen Biochemiedeel van ‘Microbiologie en Biochemie (MIB 10306)’
Cursusjaar 2011-2012
De leerstof staat beschreven in het boek ‘Biochemistry’ (7de editie; Berg, Tymoczko, and Stryer; W.H.
Freeman and Company; ISBN 1-4292-7635-5). Hoofdstukken 1, 2, 8 en 15 worden vrijwel volledig
behandeld, evenals de hieronder aangegeven tekst behorende bij hoofdstukken 16, 17, 18 en 19.
Centrale thema’s:

de basisprocessen in alle cellen zijn uniform en bewaard gebleven gedurende de evolutie

concepten uit de chemie bepalen de relatie tussen structuur en functie van (bio)moleculen
 vrije energie drijft alle levensprocessen

structuur en eigenschappen van eiwitten en enzymkatalyse
 basisprincipes van het metabolisme toegelicht aan de hand van de glycolyse, de
citroenzuurcyclus en de oxidatieve fosforylering (de ademhalingsketen).
Hoofdstuk 1: “Biochemistry: An Evolving Science”
1.1 Alle organismen gebruiken dezelfde cellulaire basisprocessen die bewaard gebleven zijn in de
evolutie
1.2 De relatie tussen structuur en functie van biomoleculen
1.3 Concepten vanuit de chemie (zoals vrije energie en reversibele interacties) verklaren de
eigenschappen van biologische moleculen (niet: zuur-base reacties (p. 13 - 17))
1.4 Genoominformatie beïnvloedt de Biochemie en de Geneeskunde
Hoofdstuk 2: “Protein Composition and Structure”
2.1 Eigenschappen van de 20 aminozuren waaruit eiwitten zijn opgebouwd
2.2 De primaire structuur en de peptidebinding (niet: Ramachandran diagram, Fig. 2.23)
2.3 Eigenschappen van de secundaire structuurelementen (-helix, -sheet, turn, loop) van eiwitten
2.4 Tertiaire structuren van eiwitten
2.5 De quaternaire structuur van een eiwit
2.6 De aminozuurvolgorde van een eiwit bepaalt haar driedimensionale structuur (niet: p. 51 - 58)
Hoofdstuk 8: “Enzymes: Basic Concepts and Kinetics”
8.1 Enzymen zijn krachtige en zeer specifieke katalysatoren (+ Fig. 7.23, Fig. 9.13, 9.21 en Fig. 9.25)
8.2 Vrije energie, evenwicht en evenwichtsconstante als basis voor begrip van de werking van enzymen
8.3 Enzymen versnellen reacties doordat ze de energie van de transitietoestand verlagen (niet theorie op
p. 233 en 234, wel Fig. 8.3)
8.4 Michaelis-Menten vergelijking (niet de afleidingen, wel de uiteindelijke formule, niet de sectie
“kcat/KM is a measure of catalytic efficiency” die start op p. 242 en eindigt op p. 243)
8.5 Enzymen kunnen specifiek geremd worden (niet de afleidingen, wel de begrippen en uitkomsten; niet
p. 249 tot en met p. 254)
Hoofdstuk 15: “Metabolism: Basic Concepts and Design”
15.1 Thermodynamica en metabolisme
15.2 ATP is de universele drager van vrije energie in biologische systemen
15.3 De oxidatie van koolstofverbindingen is een belangrijke bron van cellulaire energie
15.4 De universeel in het metabolisme voorkomende dragers en reactietypes/Regulatie van metabole
processen
+
Glycolyse (p. 469 – 471 van hoofdstuk 16)
+
Citroenzuurcyclus (p. 515 – 517 van hoofdstuk 17) en gluconeogenese (hoofdstuk 17: p. 534 en
bovenste paragraaf p. 535; hoofdstuk 16: p. 495 – 501)
+
Oxidatieve fosforylering (p. 543 – 544 + p. 572 – 573 + Fig. 18.17 + Fig. 18.33 van hoofdstuk 18);
oxidatieve fosforylering hangt af van elektronenoverdracht: “redoxpotentiaal” (p. 546 – 549 van
hoofdstuk 18)
+
Overeenkomsten fotosynthese en oxidatieve fosforylering (p. 597 – 599 van hoofdstuk 19)
De leerstof staat ook beschreven in het boek ‘Biochemistry’ (6de editie; Berg, Tymoczko, and Stryer; W.H.
Freeman and Company; 2007; ISBN 0-7167-8724-5). Hoofdstukken 1, 2, 8 en 15 worden vrijwel volledig
behandeld, evenals de hieronder aangegeven tekst behorende bij hoofdstukken 16, 17, 18 en 19.
Centrale thema’s:

de basisprocessen in alle cellen zijn uniform en bewaard gebleven gedurende de evolutie

concepten uit de chemie bepalen de relatie tussen structuur en functie van (bio)moleculen
 vrije energie drijft alle levensprocessen

structuur en eigenschappen van eiwitten en enzymkatalyse
 basisprincipes van het metabolisme toegelicht aan de hand van de glycolyse, de
citroenzuurcyclus en de oxidatieve fosforylering (de ademhalingsketen).
Hoofdstuk 1: “Biochemistry: An Evolving Science”
1.1 Alle organismen gebruiken dezelfde cellulaire basisprocessen die bewaard gebleven zijn in de
evolutie
1.2 De relatie tussen structuur en functie van biomoleculen
1.3 Concepten vanuit de chemie (zoals vrije energie en reversibele interacties) verklaren de
eigenschappen van biologische moleculen (niet: zuur-base reacties (p. 14 - 17))
1.4 Genoominformatie beïnvloedt de Biochemie en de Geneeskunde
Hoofdstuk 2: “Protein Composition and Structure”
2.1 Eigenschappen van de 20 aminozuren waaruit eiwitten zijn opgebouwd
2.2 De primaire structuur en de peptidebinding (niet: Ramachandran diagram, Fig. 2.28)
2.3 Eigenschappen van de secundaire structuurelementen (-helix, -sheet, turn, loop) van eiwitten
2.4 Tertiaire structuren van eiwitten
2.5 De quaternaire structuur van een eiwit
2.6 De aminozuurvolgorde van een eiwit bepaalt haar driedimensionale structuur (niet: p. 52 - 59)
Hoofdstuk 8: “Enzymes: Basic Concepts and Kinetics”
8.1 Enzymen zijn krachtige en zeer specifieke katalysatoren (+ Fig. 7.22, Fig. 9.13 en Fig. 9.25)
8.2 Vrije energie, evenwicht en evenwichtsconstante als basis voor begrip van de werking van enzymen
8.3 Enzymen versnellen reacties doordat ze de energie van de transitietoestand verlagen (niet theorie op
p. 212, wel Fig. 8.3)
8.4 Michaelis-Menten vergelijking (niet de afleidingen, wel de uiteindelijke formule, niet de sectie
“kcat/KM is a measure of catalytic efficiency” die start op p. 221 en eindigt op p. 223)
8.5 Enzymen kunnen specifiek geremd worden (niet de afleidingen, wel de begrippen en uitkomsten; niet
de onderste sectie van p. 228 tot en met p. 234)
Hoofdstuk 15: “Metabolism: Basic Concepts and Design”
15.1 Thermodynamica en metabolisme
15.2 ATP is de universele drager van vrije energie in biologische systemen
15.3 De oxidatie van koolstofverbindingen is een belangrijke bron van cellulaire energie
15.4 De universeel in het metabolisme voorkomende dragers en reactietypes/Regulatie van metabole
processen
+
Glycolyse (p. 433 – 435 van hoofdstuk 16)
+
Citroenzuurcyclus (p. 475 – 477 van hoofdstuk 17) en gluconeogenese (hoofdstuk 17: p. 493 en
bovenste paragraaf p. 494; hoofdstuk 16: p. 458 – 464)
+
Oxidatieve fosforylering (p. 502 – 503 + p. 531 – 532(1e paragraaf) + Fig. 18.17 + Fig. 18.34 van
hoofdstuk 18); oxidatieve fosforylering hangt af van elektronenoverdracht: “redoxpotentiaal” (p. 506
– 509 van hoofdstuk 18)
+
Overeenkomsten fotosynthese en oxidatieve fosforylering (p. 553 – 555 van hoofdstuk 19)
De leerstof is ook grotendeels te vinden in de 5de editie van het boek ‘Biochemistry’ (hoofdstukken 1, 3, 8,
14, 16, 17, 18 en 19):
Hoofdstuk 1: “Prelude: Biochemistry and the Genomic Revolution”
1.1 De relatie tussen structuur en functie van biomoleculen
1.2 Alle organismen gebruiken dezelfde cellulaire basisprocessen die in de evolutie bewaard gebleven
zijn
1.3 Concepten vanuit de chemie (zoals vrije energie en reversibele interacties) verklaren de
eigenschappen van biologische moleculen
1.4 Biochemie en Humane Biologie
Hoofdstuk 3: “Protein Structure and Function”
(p. 41 tot en met midden p. 66)
3.1 Eigenschappen van de 20 aminozuren waaruit eiwitten zijn opgebouwd
3.2 De primaire structuur en de peptidebinding
3.3 Eigenschappen van de secundaire structuurelementen (-helix, -sheet, turn, loop) van eiwitten (niet:
Ramachandran diagram, Fig. 3.31)
3.4 Tertiaire structuren van eiwitten
3.5 De quaternaire structuur van een eiwit
3.6 De aminozuurvolgorde van een eiwit bepaalt haar driedimensionale structuur (niet: midden p. 66 70)
Hoofdstuk 8: “Enzymes: Basic Concepts and Kinetics”
8.1 Enzymen zijn krachtige en zeer specifieke katalysatoren
8.2 Vrije energie, evenwicht en evenwichtsconstante als basis voor begrip van de werking van enzymen
8.3 Enzymen versnellen reacties doordat ze de energie van de transitietoestand verlagen
8.4 Michaelis-Menten vergelijking (niet de afleidingen, wel de uiteindelijke formule, niet 8.4.2)
8.5 Enzymen kunnen specifiek geremd worden (niet 8.5.2 tot en met 8.5.5)
Hoofdstuk 14: “Metabolism: Basic Concepts and Design”
14.1 Thermodynamica en metabolisme
14.2 De oxidatie van koolstofverbindingen is een belangrijke bron van cellulaire energie/rol van ATP
14.3 De universeel in het metabolisme voorkomende dragers en reactietypes/Regulatie van metabole
processen
+
Glycolyse (p. 425 – 427 + Fig. 16.10 van hoofdstuk 16)
+
Citroenzuurcyclus (p. 465 – 467 van hoofdstuk 17) en gluconeogenese (hoofdstuk 17: p. 482;
hoofdstuk 16: p. 450 – 456 (tot 16.4)
+
Oxidatieve fosforylering (p. 491 – 492 + 18.6.1 (p. 517 – 518) van hoofdstuk 18); oxidatieve
fosforylering hangt af van elektronenoverdracht: “redoxpotentiaal” (p. 494 – 497 van hoofdstuk 18)
+
Overeenkomsten fotosynthese en oxidatieve fosforylering (p. 540 – 541 van hoofdstuk 19 + Fig.
19.22)