Detail předmětu

Biotechnologie II

FCH-MCO_BIT2Ak. rok: 2019/2020

Biotechnologie organických kyselin syntetizovaných mikroorganismy. Ocet, kyselina mléčná, kyselina citronová, kyselina glukonová a další minoritní kyseliny. Biosyntéza ainokyselin. Biosyntéza vitaminů. Enzymová biotechnologie. Biosyntéza intra- a extra-celulárních polysacharidů a jiných biopolymérů. Sekundární metabolity. Biotechnologie sekundárních metabolitů . Antibiotika. Biosyntéza lipidů. Námelové alkaloidy. Gibereliny. Oxidfační reakce mikroorganismů na molekule sacharidů ("oxosloučeniny", kyselina askorbová aj.) Biologické transformace. Biotechnologie v ochraně životního prostředí.

Výsledky učení předmětu

Získané znalosti jsou východiskem pro další vývoj a návrh nových biotechnologií..

Prerekvizity

Dobrá znalost mikrobiologie mikroorganismů, jejich metabolismu včetně regulace. Základní znalosti o kultivačních technikách, bioinženýrských základech průmyslových fermentací (zvláště o kinetice procesu, hmotnostním a energetickém bilancování procesů). Základy sanitace ve fermentačním průmyslu.

Doporučená nebo povinná literatura

Moo-Young M.: Comprehensive Biotechnology. Pergamon Press, London 1985. (CS)
Jirků V.: Moderní biotechnologie a bioekologie. VŠCHT Praha, Praha 1991. (CS)
Masák J. a kol.: Speciální mikrobní technologie. VŠCHT Praha, Praha 1992. (CS)
Krumphanzl V., Řeháček Z.: Mikrobiální technologie, Academia, Praha 1987. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti musí znát dobře vlastnosti v technologii používaných mikroorganismů, jejich metabolismus a možnosti fyziologické regulace procesu. Důležitá je o volba média, živin a kultivační techniky (reaktoru). Je třeba dobře aplikovat znalosti z bioinženýrství a chemického inženýrství při návrhu procesu a jeho hodnocení (bilance surovin, živin, vody, energie, dopadních produktů).

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Osnova dle týdenního členění výuky (1 týden jakočasová rezerva):
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.

Cíl

Cílem předmětu je rozšíření znalostí o možnostech mikroorganismů při biosyntézách jednoduchých i složitých molekul, enzymů a polymérů. Cílem není znát dopodrobna technologii, ale hlavně možnosti ovlivnění procesu vycházející ze znalosti metabolismu uhlíkatých či jiných živin a jejich regulace. Důraz je kladen na konstrukci produkčních kmenů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Přednášky nejsou povinné, ale doporučují se.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHTP magisterský navazující

    obor NPCO_CHTP , 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program NKCP_CHTP magisterský navazující

    obor NKCO_CHTP , 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor