Skoči na vsebino
DomovPredmetiFizikalno-biokemijske metode

Fizikalno-biokemijske metode

Vrsta predmeta: teoretični

Število kreditnih točk: 5

Semester izvajanja: Celoletni

Opis predmeta

Študentje se bodo srečali z osnovami fizikalne-biokemije bioloških molekul, interakcijami med molekulami, vezanjem majhnih molekul (antibiotiki, aditivi, antioksidanti, kovinski ioni, etc. na makromolekule). Za proučevanje stabilnosti, interakcij in strukture molekul bodo študentje spoznali kalorimetrijo in spektroskopske tehnike, ki imajo široko uporabnost v živilstvu, farmaciji, biokemiji, medicini in drugih področjih. Površinska plazmonska resonance (SPR) je tehnika, ki se je v zadnjih letih pokazala tudi kot zelo pomembno orodje v farmacevtski in prehrambeni industriji. Vključi se lahko v vse faze odkrivanja novih zdravil, izboljševanja njihovih lastnosti, saj je možno zelo enostavno in hitro pregledati večje število vezavnih partnerjev za potencialne terapevtske tarče. Tista, ki se močno vežejo na receptorje, lahko v naslednji stopnji analiziramo z drugimi metodami. SPR postaja pomembno orodje tudi v prehrambeni industriji, kjer ga lahko uporabimo za kontrolo kvalitete hrane. Iz kompleksne mešanice molekul lahko hitro in z veliko natančnostjo zasledimo vezavo že zelo majhnih količin iskane molekule. Opisane bodo tudi komplementarne metode za študij molekulskih interakcij kot so izotermalna mikrokalorimetrija in termoforeza. Študentje bodo spoznali tudi različne  tipe biosenzorjev, tako tiste, ki za svojo detekcijo uporabljajo encime, imunološka protitelesa, celične strukture, kot tudi cele mikroorganizme. Pri tem se bodo študentje spoznali z osnovami različnih metod detekcije (elektrokemijske, optične, termične). Poseben poudarek bo na uporabi biosenzorjev za analize živil in za spremljanje biotehnoloških procesov. V zadnjem obdobju se tehnike kot sta elektronska spinska resonanca (EPR) in nuklearna magnetna resonanca (NMR) vedno več uporabljata tudi v živilstvu za proučevanje structure in interakcij med molekulami. Študentje bodo spoznali osnove teh tehnik in njihovo uporabnost. Študentom bo omogočeno tudi delo na teh inštrumentih in prenos znanja na nova področja aplikacij.

Cilji in kompetence

Študentje se seznanijo s fizikalnimi zakonitostmi, ki določajo lastnosti bioloških makromolekul v živilih. Spoznavanje fizikalno-kemijskih metod (inštrumentalnih metod), ki se v zadnjem času vedno bolj uporabljajo za proučevanje živil.

Študentje se bodo v laboratoriju srečali s praktično uporabo nekaterih od naštetih inštrumentalnih tehnik v živilstvu, in biotehnologiji.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, laboratorijsko delo, samostojna priprava seminarjev in predstavitev.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Predmet daje znanje, potrebno pri razvoju novih metod v raziskovalnem delu v živilski in prehrambni stroki. 

Reference nosilca

Prof. dr. Nataša Poklar Ulrih

 

  1. ABRAM, Veronika, BERLEC, Barbara, OTA, Ajda, ŠENTJURC, Marjeta, BLATNIK, Petra, POKLAR ULRIH, Nataša. Effect of flavonoid structure on the fluidity of model lipid membranes. Food chemistry, ISSN 0308-8146. [Print ed.], 2013, vol. 139, issues 1-4, str. 804-813, doi: 10.1016/j.foodchem.2013.01.100.

 

  1. SKRT, Mihaela, BENEDIK, Evgen, PODLIPNIK, Črtomir, POKLAR ULRIH, Nataša. Interactions of different polyphenols with bovine serum albumin using fluorescence quenching and molecular docking. Food chemistry, ISSN 0308-8146. [Print ed.], 2012, vol. 135, str. 2418-2424, doi: 10.1016/j.foodchem.2012.06.114.

 

  1. OTA, Ajda, ABRAMOVIČ, Helena, ABRAM, Veronika, POKLAR ULRIH, Nataša. Interactions of p-coumaric, caffeic and ferulic acids and their styrenes with model lipid membranes. Food chemistry, ISSN 0308-8146. [Print ed.], 2011, vol. 125, issue 4, str. 1256-1261, doi: 10.1016/j.foodchem.2010.10.054.

 

  1. GMAJNER, Dejan, POKLAR ULRIH, Nataša. Thermotropic phase behaviour of mixed liposomes consist of archaeal diether and conventional diester lipids. Journal of thermal analysis and calorimetry, ISSN 1388-6150, 2011, vol. 106, str. 255-260, doi: 10.1007/s10973-011-1596-4

 

  1. POKLAR ULRIH, Nataša, OTA, Ajda, ŠENTJURC, Marjeta, KURE, Sandra, ABRAM, Veronika. Flavonoids and cell membrane fluidity. Food chemistry, ISSN 0308-8146. [Print ed.], 2010, issue 1, vol. 121, str. 78-84, doi: 10.1016/j.foodchem.2009.12.006.

 

  1. PREVC, Tjaša, ŠEGATIN, Nataša, POKLAR ULRIH, Nataša, CIGIĆ, Blaž. DPPH assay of vegetable oils and model antioxidants in protic and aprotic solvents. Talanta, ISSN 0039-9140. [Print ed.], 2013, vol. 109, str. 13-19, doi: 10.1016/j.talanta.2013.03.046. [COBISS.SI-ID 4228984]

 

Prof. dr. Janez Plavec

 

  1. BUSSCHAERT, Nathalie, KARAGIANNIDIS, Louise E., WENZEL, Marco, HAYNES, Cally J.E., WELLS, Neil J., YOUNG, Philip G., MAKUC, Damjan, PLAVEC, Janez, JOLLIFFE, Katrina A., GALE, Philip A. Synthetic transporters for sulfate: a new method for the direct detection of lipid bilayer sulfate transport. Chemical science, ISSN 2041-6520, vol. 5, iss. 3, str. 1118-1127, doi: 10.1039/C3SC52006D. [COBISS.SI-ID 5420570]

 

  1. MARUŠIČ, Maja, VEEDU, Rakesh N., WENGEL, Jesper, PLAVEC, Janez. G-rich VEGF aptamer with locked and unlocked nucleic acid modifications exhibits a unique G-quadruplex fold. Nucleic Acids Research, ISSN 0305-1048, 2013, vol. 41, no. 20, str. 9524-9536, doi: 10.1093/nar/gkt697. [COBISS.SI-ID 5373466]

 

  1. BILJAN, Ivana, GIACHIN, Gabriele, ILC, Gregor, ZHUKOV, Igor, PLAVEC, Janez, LEGNAME, Giuseppe. Structural basis for the protective effect of the human prion protein carrying the dominant-negative E219K polymorphism. Biochemical Journal, ISSN 0264-6021, 2012, vol. 446, str. 243-251, doi: 10.1042/BJ20111940. [COBISS.SI-ID 5078554]

 

  1. BILJAN, Ivana, ILC, Gregor, GIACHIN, Gabriele, PLAVEC, Janez, LEGNAME, Giuseppe. Structural rearrangements at physiological pH : nuclear magnetic resonance insights from the V210I human prion protein mutant. Biochemistry, ISSN 0006-2960. 2012, vol. 51, no. 38, str. 7465-7474, doi: 10.1021/bi3009856. [COBISS.SI-ID 5119514]

 

  1. TRAJKOVSKI, Marko, WEBBA DA SILVA, Mateus, PLAVEC, Janez. Unique structural features of interconverting monomeric and dimeric G-quadruplexes adopted by a sequence from the intron of the N-myc gene. Journal of the American Chemical Society, ISSN 0002-7863, 2012, vol. 134, iss. 9, str. 4132-4141. doi/abs/10.1021/ja208483v. [COBISS.SI-ID 4920602]

 

  1. ŠKET, Primož, PLAVEC, Janez. Tetramolecular DNA quadruplexes in solution : insights into structural diversity and cation movement. Journal of the American Chemical Society, ISSN 0002-7863, 2010, vol. 132, no. 36, str. 12724-12732. [COBISS.SI-ID 4487962]

 

Prof. dr. Gregor Anderluh

 

  1. GUTIERREZ-AGUIRRE, Ion, HODNIK, Vesna, GLAIS, Laurent, RUPAR, Matevž, JACQUOT, Emmanuel, ANDERLUH, Gregor, RAVNIKAR, Maja. Surface plasmon resonance for monitoring the interaction of Potato virus Y with monoclonal antibodies. Analytical biochemistry, ISSN 0003-2697, 2013, 28 str., [doi: 10.1016/j.ab.2013.10.032.

 

  1. MIKELJ, Miha, PRAPER, Tilen, DEMIČ, Rok, HODNIK, Vesna, TURK, Tom, ANDERLUH, Gregor. Electroformation of giant unilamellar vesicles from erythrocyte membranes under low-salt conditions. Analytical biochemistry, ISSN 0003-2697, Apr. 2013, vol. 435, iss. 2, str. 174-180. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003269713000031, doi: 10.1016/j.ab.2013.01.001. [COBISS.SI-ID 36978693]

 

  1. MARCHIORETTO, Marta, PODOBNIK, Marjetka, DALLA SERRA, Mauro, ANDERLUH, Gregor. What planar lipid membranes tell us about the pore-forming activity of cholesterol-dependent cytolysins. V: DI CERA, E. (ur.). XXI SIBPA Meeting, [17-19 September 2012, University of Ferrara, Ferrara, Italy], (Biophysical chemistry (Print), ISSN 0301-4622, Vol. 182, Dec. (2013)). Amsterdam: [s. n.], 2013, vol. 182, str. 64-70. doi: 10.1016/j.bpc.20106.015.

 

  1. POPOVIĆ, Matija, ZLATEV, Ventsislav, HODNIK, Vesna, ANDERLUH, Gregor, FELLI, Isabella C., PONGOR, Sándor, PINTAR, Alessandro. Flexibility of the PDZ-binding motif in the micelle-bound form of Jagged-1 cytoplasmic tail. Biochimica et biophysica acta, Biomembranes, ISSN 0005-2736. [Print ed.], 2012, vol. 1818, iss. 7, str. 1706-1716, ilustr., doi: 10.1016/j.bbamem.2012.03.012.

 

  1. DE COLIBUS, Luigi, SONNEN, Andreas F.- P., MORRIS, Keith J., SIEBERT, C. Alistair, ABRUSCI, Patrizia, PLITZKO, Jürgen, HODNIK, Vesna, LEIPPE, Matthias, VOLPI, Emanuela, ANDERLUH, Gregor, GILBERT, Robert J. Structures of lysenin reveal a shared evolutionary origin for pore-forming proteins and its mode of sphingomyelin recognition. Structure, ISSN 0969-2126. [Print ed.], 2012, vol. 20, issue 9, str. 1498-1507, doi: 10.1016/j.str.2012.06.011.

 

  1. PRAPER, Tilen, SONNEN, Andreas F.- P., VIERO, Gabriella, KLADNIK, Aleš, FROELICH, Christopher J., ANDERLUH, Gregor, DALLA SERRA, Mauro, GILBERT, Robert J., et al. Human perforin employs different avenues to damage membranes. The Journal of biological chemistry, ISSN 0021-9258, 2011, vol. 286, issue 4, str. 2946-2955. doi: 10.1074/jbc.M110.169417.

Temeljni viri in literatura

  • Pare J.R.J., Belanger J.M.R. 1997. Instrumental methods in food analysis Elsevier, chapters: 4, 5
  • Landbury J.E., Doyle, M.L. 2004. Biocalorimetry 2. Aplication of Calorimetry in the Biological Sciences, chapters: 1, 2, 10
  • Belton P.S. 2003. Magnetic resonance in food science, Royal Society of Chemistry
  • Malkhotra B.D., Turner A.P. 2003. Advances in Biosensors: Perspectives in Biosensors, JAI Press.
  • Jeong-Yeol Yoon, Lonnie J. Lucas, 2013. Introduction to Biosensors, Springer-Verlag New York Inc.

Bodi na tekočem

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana

E:  dekanat@fe.uni-lj.si T:  01 4768 411

Vprašajte nas