Клеточная инженерия - Российско

ГОУ ВПО РОСС ИЙСК О-А РМЯ НСК ИЙ (С ЛАВЯ НСК ИЙ) УНИВЕРС ИТЕТ
Составлена в соответств ии с госуда рственными
требова ниям и к минимуму содержа ния и уров ню
подготов ки
в ыпускников
по
у казанным
на правлениям и Положением РАУ о порядке
разработки и у тверждения учеб ных програм м.
УТВЕРЖДА Ю:
Ректо р А .Р. Дарб иня н
“___”_____________ 200_ г .
Институт: Институт математики и высоких технологий
Кафедра:
Автор:
______медицинская биохимия и биотехнология_____
к.б.н.Тирацуян С.Г.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Дисциплина: клеточная инженерия
Специальность: 020501.65 Б иоифо рматика и б ио инженерия
ЕРЕВАН
1. Аннотация:
В спецкурсе рассматриваются основные закономерности ко- и пост-трансляционого
фолдирования белков, особенности пост-трансляционных модификаций интеиновых белков
и хоуминг-эндонуклеаз, а также белков эмбрионального развития, основные пути передачи
сигнала Hedgehog, закладка симметрии тела, конечностеи, нервной трубки, модели
везикулярных потоков раннего и позднего ретроградного и антероградного путей,
структурная организация внеклеточного матрикса и его роль в проведении сигналов, каскад
внутриклеточных сигнальных путей, роль шаперонов в формировании структуры белков и
их деградации. Курс рассчитан на формирование у студентов четвертого курса необходимых
теоретических и практических знаний, которые необходимы для их дальнейшего
эффективного обучения.
2. Требования к исходным уровням знаний и умений студентов:
Օбщенаучные представления и терминология в рамках университетского и академического
курса, на основе остаточных знаний интерес к научно-популярной литературе и научнопрактическим знаниям в области биологии., физики и химии, владение основными
средствами устной, письменной, невербальной и технически опосредованной коммуникации,
склонность к аналитическим разборам, обсуждениям, поисковая направленность
и
творческая инициатива в постановке и решении проблем.
3. Цель и задачи дисциплины:
 Цель дисциплины:
формировние фундаментальных знаний о ко-трансляционных и пост-трансляционных
модификациях белков, роли шаперонов и моделей их действия, структуре и роли
интеинов, о механизмах белкового сплайсинга и его использования в современной
биотехнологии на основании ген-конструктов; основных путей передачи сигнала
Hedgehog в эмбриоальном и пост-эмбриональном развитии, создания сенсорных моделей
для исследования и регуляции трансдукции сигнала морфогена, основных путей
деградации белков и видов программируемой гибели клеток. Альтернативный сплайсинг
и модификация холестеролом белков эмбрионального развития семейства Sonic, Desert,
Indian Hedgehog. Запуск синтеза сигнальных молекул, управляющих процессом
формирования различных органов и тканей в ходе эмбрионального развития, "надзор" за
стволовыми клетками у взрослых особей.
2
 Задачи дисциплины:
1. изложить основные принципы о структурной организации клеток, сенсорных
элементов, участвующих в формировании и проведении сигналов,
механизмах
фолдирования белков, внутриклеточной локализации белков и путей их транспорта;
2. подробно рассмотреть механизмы ко- и пост-трансляционных модификаций белков в
норме и в патологиях; роль шапероновых наномашин в формировании структуры
белков, их транспортировке, ремоделировании и деградации;
3. проводить лекционные, практические и демонстрационные занятия для студентов с
целью углубленного изучения возможностей создания рекомбинантных белков генноинженерными методами, использования интеинов в медицiине, новых способов
борьбы с неизлечимыми болезнями, в частности, болезнями Альцгеймера или
Паркинсона, активацией сигнального пути Hedgehog (HH) для лечения ишемической
болезни сердца, переориентированием стволовых клеток взрослого организма с
дифференцировки в жировые клетки на формирование остеоцитов под воздеиствием
Hedgehog. Принципы разработки препаратов, регулирующих активность белка
Hedgehog, для лечения онкологических заболеваний, терапии ожирения, диабета,
липодистрофии, а также лечения или предотвращения остеопороза с одновременным
предупреждением накопления излишков жира.
4. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
После прохождения дисциплины студент должен:
 знать: принципы структурной организации белков, клеток и внеклеточного
матрикса, участие сигнальных путей в их формировании и деградации в норме и
некоторых патологиях

уметь: использовать знания в решении учебно-практических задач;

владеть:теоретическими и практическими навыками.
3
5. Объем дисциплины и виды учебной работы по рабочему учебному плану
Виды учебной работы
1
1. Общая трудоемкость изучения
дисциплины по семестрам , в т. ч.:
1.1. Аудиторные занятия, в т. ч.:
1.1.1.Лекции
1.1.2.Практические занятия
тренингового типа, в т. ч.
1.1.2.1. Обсуждение
прикладных проектов
(с защитой тезисов)
1.1.2.2. Кейсы (анализ
практич.ситуаций)
1.1.2.3. Деловые игры,
тренинги (а также
ролевые игры,
имитация ситуаций)
1.1.3.Семинары (а также
групповые обсуждения)
1.1.4.Лабораторные работы
(практическ.эксперименты,
демонстрац.опыты)
1.1.5.Другие виды аудиторных
занятий: Моделирование
игрового взаимодействия
(компьютерный тренажер)
1.2. Самостоятельная работа
2. Консультации
3. Письменные домашние задания
4. Контрольные работы
5. Курсовые работы
6. Эссе и рефераты
7. Расчетно-графические работы
8. Другие методы и формы занятий **
9. Форма текущего контроля:
Устный опрос на семинаре и
тестирование умений
10. Форма промежуточного контроля: 2
письменных контрольных по темам
11. Форма итогового контроля: Зачет
по суммарным результатам (баллы)
Всего
часо
в
2
108
_8_
сем.
3
64
32
32
32
32
44
44
Заче
т
Зачет
4
____
сем.
4
Количество часов по семестрам
____
____ ____ ____ ____
сем.
сем.
сем. сем.
сем.
5
6
7
8
9
____
сем.
10
6. Методика формирования итоговой оценки
Распределение весов по формам контроля и оценки академической успеваемости
Вид учебной
работы/контроля
Контрольная работа
Тест
Курсовая работа
Лабораторные работы
Письменные домашние
задания
Эссе (реферативного типа)
Устный опрос (семинарс.)
Реферат
Вес формы
текущего контроля
в результирующей
оценке текущего
контроля
Вес формы
промежуточного
контроля в итоговой
оценке
промежуточного
контроля
М11
М1
М2
0,5
М3
М3
0.5
0.5
0,5
0,5
Вес оценки
посещаемост
и,
результирую
щей оценки
промежут.
контролей и
оценки итог.
контроля в
результирую
щей оценке
итогового
контроля
0,5
Вес результирующей
оценки текущего контроля
в итоговых оценках
промежут. контролей
Вес итоговой оценки 1-го
промежуточного контроля
в результирующей оценке
промежут. контролей
Вес итоговой оценки 2-го
промежуточного контроля
в результирующей оценке
промежут. контролей
Вес итоговой оценки 3-го
промежуточного контроля
в результирующей оценке
промежут. контролей т.д.
Вес результирующей
оценки промежуточных
контролей в результир.
оценке итогов. контроля
Экзамен/зачет (оценка
итогового контроля)
0,5
0.5
1.0
0
∑=1
1
М2
Вес итоговых
оценок
промежуточных
контролей в
результирующей
оценке
промежуточного
контроля
∑=1
∑=1
∑=1
Учебный Модуль
5
∑=1
∑=1
∑=1
∑=1
7. Содержание дисциплины:
7.1. Тематический план (Разделы дисциплины и виды занятий) по учебному плану:
Разделы и темы дисциплины
Всего
часов
Лекции,
часов
Практ.
занятия,
часов
Семинары,
часов
Лабор.,
часов
Другие
виды
занятий,
часов
1
2
3
4
5
6
7
Введение
Клеточная инженерия – основа
современной биотехнологии. Основная
догма молекулярной биологии. Интроны и
интеины.
Белковый
сплайсинг.
Интеины
и
миниинтеины. Сплайсинг и альтернативнй
сплайсинг. Цис- и транс-сплайсинг.
Хоуминг
интеинов
и
эволюция.
Биологическое значение и нтеинов.
Применение интеинов в биотехнологии и
медицине. Интеины и биосенсоры.
Хоуминг и патогенные бактерии. Интеины
и получение медицинских препаратов.
Белки эмбрионального развития Hedgehog
. Образование морфогена.
Цитоскелет- как активный участник
сигналлинга. Пересечение сигнальных
путей в клетке. Участие внеклеточного
матрикса в проведении сигнала НН.
Основные пути передачи сигнала
Hedgehog. Закладка симметрии тела,
конечностеи, нервной трубки. Рецепторы
Hedgehog Disp, Patch1, Patch2, Smoothend,
Мегалин.
Трансдукция сигнала Hedgehog.в
первичном жгутике у насекомых и
млекопитающих.Патологии.Hedgehog,
Patch, Smoothend и канцерогенез.
Роль первичного жгутика и SuFu в
развитии патологий. Модель
интрафлагеллярного транспорта.
Системы клеточной деградации.
2
4
2
2
4
2
2
4
2
4
4
2
4
2
2
4
2
2
Макро- и микроаутофагия. Сенесценция.
Апоптоз и некроз. Общая характеристика
4
2
физиологического и патологического
апоптоза.
2
Внешний апоптоз, рецепторы и
6
2
лиганды смерти. Внутренний апоптоз:
роль каспаз, суперсемейства Bcl,
4
митохондрий, цитохрома с.
2
Ïîíÿòèå îá ýíòðîïèè è ñâîáîäíîé
ýíåðãèè. Теория Анфинсена. Парадокс
4
2
Левинталя. Энтропия и информация.
2
Íóêëåàöèîííûé ìåõàíèçì
ñâîðà÷èâàíèÿ. Исследование переходного
состояния с помощью белковой
4
инженерии. Мутационный анализ,
2
шевронные графики.
2
Ко-трансляционный фолдинг белка,
секреторный путь, первичный сортинг в
4
ЭПР, вторичный сортинг –аппарат
2
Гольджи..
Понятие
о
определение
Типы
внутриклеточном
основных
эндоцитоза.
транспорте
везикулярных
Основные
и
2
потоков.
молекулярные
реакции, определяющие процесс везикулярного
транспорта. Механизмы регуляции везикулярного
4
2
транспорта. Модели эндоцитозного
транспорта.
2
Пост-трансляционный фолдинг.
Триггерный фактор, префолдин
шапероновые системы бактерий, археев и
эукариот. Механизм действия Hsp70-
4
2
Hsp40(Hdj1,2)-Bac1, Hip .
Мультифункциональная роль Hsp70.
2
Шаперонный цикл Hsp70-Hsp90,
роль белковHip, Hop, Chip. Шаперонный
цикл и АТФ/АДФ. Шапероны Hsp100 или
ААА+. Шапероны Hsp 100 (ААА+),
4
доменная структура, пространственная
организация и функционирование .
7
2
Убиквитин,
АТФазы,
лигазы,
протеасомная
2
эндопептидазы,
деградация
краткоживущих белков. Роль шаперонов в
4
2
презентации белков для деградации.
ИТОГО
64
32
32
7.2. Содержание разделов и тем дисциплины:
Пост-трансляционная модификация белков сплайсинг интеинов
Сплайсинг Автосплайсинг Лигирование Интеин —Экстеины —Мини-интеины —Белокпредшественник Сплайсинговый регион (домен) Эндонуклеазный регион (домен) —Хоуминг
интеинов Белковый транс-сплайсинг Интеин-подобные домены
Структура интеинов Современные представления о механизме белкового сплайсинга
Эндонуклеазная активность интеинов альтернативный сплайсинг цис-транс сплайсинг
биотехнология на основании ген-конструктов Использование интеинов в биотехнологии
Альтернативный сплайсинг и модификация холестеролом белков эмбрионального
развития семейства Sonic, Desert, Indian Hedgehog. Запуск синтеза сигнальных молекул,
управляющих процессом формирования различных органов и тканей в ходе эмбрионального
развития, "надзор" за стволовыми клетками у взрослых особей. Основные функции
Hedgehog. Основные пути передачи сигнала Hedgehog прямой, косвенный, на длинные и
короткие расстояния, аутокрином и паракрином. Закладка симметрии тела, конечностеи,
нервной трубки. Рецепторы Hedgehog Disp, Patch1, Patch2, Smoothend, Мегалин.
Взаимодеиствие с внеклеточным матриксом и транспорт. Образование гексамеров и
липопротеинов. Стероловые сенсоры. Индукция факторов транскрипции Сi /Gli1,Gli2,Gli3.
Трансдукция сигнала Hedgehog.в первичном жгутике у насеком ых и млекопита ющих.
Патологии .Hedgehog, Patch, Smoothend и канцерогенез. Патологии при дисфункции
Hedgehog при аутокриннои и паракриннои регуляции. Роль жгутика и SuFu в развитии
патологий.
Апоптоз и некроз. Общая характеристика физиологического и патологического
апоптоза.
Внешний апоптоз, рецепторы и лиганды смерти
Внутренний апоптоз: роль каспаз, суперсемейства Bcl, митохондрий, цитохрома с.
Образование мегапор в митохондриях, бензодиазепиновый рецептор, сигналосомы.
8
Основная догма молекулярной биологии. Îñíîâíûå ôóíêöèè áåëêîâ. Àìèíîêèñëîòíàÿ
ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïðåäåëÿåò ïðîñòðàíñòâåííóþ ñòðóêòóðó, ïðîñòðàíñòâåííàÿ ñòðóêòóðà —
ôóíêöèþ. Îáðàòíîå — íåâåðíî. Ãëîáóëÿðíûå, ôèáðèëëÿðíûå è ìåìáðàííûå áåëêè.
Ïåðâè÷íàÿ, âòîðè÷íàÿ, òðåòè÷íàÿ, ÷åòâåðòè÷íàÿ ñòðóêòóðà áåëêà. Три пути растущего
полипептида. Ïîñò-òðàíñëÿöèîííûå ìîäèôèêàöèè.
Âàíäåðâààëüñîâî âçàèìîäåéñòâèå: ïðèòÿæåíèå íà áîëüøèõ ðàññòîÿíèÿõ, îòòàëêèâàíèå
íà ìàëûõ. Âîäîðîäíûå ñâÿçè. Ðàçðåøåííûå êîíôîðìàöèè àìèíîêèñëîòíîãî îñòàòêà. Âðàùåíèå
âîêðóã âàëåíòíûõ ñâÿçåé. Ïåïòèäíàÿ ãðóïïà. Òðàíñ- è öèñ-ïðîëèíû. Конформационная
энергия
Âëèÿíèå âîäíîãî îêðóæåíèÿ.. Ïîíÿòèå îá ýíòðîïèè è ñâîáîäíîé ýíåðãèè. Âîäîðîäíûå
ñâÿçè â áåëêîâîé öåïè çàìåùàþò òàêèå æå ñâÿçè ýòîé öåïè ñ âîäîé; â ðåçóëüòàòå âîäîðîäíûå
ñâÿçè â áåëêîâîé öåïè ïðèîáðåòàþò — â âîäíîì îêðóæåíèè — ýíòðîïèéíóþ ïðèðîäó.
Ãèäðîôîáíûå âçàèìîäåéñòâèÿ. Èõ ñâÿçü ñ íåîáõîäèìîñòüþ íàñûùåíèÿ âîäîðîäíûõ
ñâÿçåé â âîäå. Äîñòóïíàÿ âîäå íåïîëÿðíàÿ ïîâåðõíîñòü àìèíîêèñëîò è èõ ãèäðîôîáíîñòü.
Âëèÿíèå âîäíîãî îêðóæåíèÿ íà ýëåêòðîñòàòè÷åñêèå âçàèìîäåéñòâèÿ. Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ó
ïîâåðõíîñòè è âíóòðè áåëêà. Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü. Ýêðàíèðîâêà çàðÿäîâ â ñîëåâûõ
ðàñòâîðàõ. Èçìåðåíèå ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé â áåëêàõ ïðè ïîìîùè áåëêîâîé èíæåíåðèè.
Äèñóëüôèäíûå ñâÿçè.
Âòîðè÷íàÿ ñòðóêòóðà ïîëèïåïòèäîâ. Ñïèðàëè. Àíòèïàðàëëåëüíàÿ è ïàðàëëåëüíàÿ bñòðóêòóðà. b-èçãèáû. Ìåòîäû ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáíàðóæåíèÿ âòîðè÷íîé ñòðóêòóðû.
Ñâîéñòâà áîêîâûõ ãðóïï àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ. Âêëþ÷åíèå àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ âî
âòîðè÷íóþ ñòðóêòóðó. Àëàíèí, ãëèöèí, ïðîëèí, âàëèí. Íåïîëÿðíûå, êîðîòêèå ïîëÿðíûå è
äëèííûå ïîëÿðíûå áîêîâûå ãðóïïû. Çàðÿæåííûå áîêîâûå ãðóïïû. Ãèäðîôîáíûå ïîâåðõíîñòè
íà âòîðè÷íûõ ñòðóêòóðàõ â áåëêàõ.
Ñàìîîðãàíèçàöèÿ áåëêîâ in vivo. Теория Анфинсена. Äëÿ ÷åãî íóæíû øàïåðîíû?
Ñàìîîðãàíèçàöèÿ
áåëêà
in
vitro.
"Ïàðàäîêñ
Ëåâèíòàëÿ".
Ïîèñê
ìåòàñòàáèëüíûõ
(íàêàïëèâàþùèõñÿ) èíòåðìåäèàòîâ ñâîðà÷èâàíèÿ áåëêîâ. Ðàñïëàâëåííàÿ ãëîáóëà — îáû÷íûé
èíòåðìåäèàò ñâîðà÷èâàíèÿ. Ñâîðà÷èâàíèå íåêîòîðûõ áåëêîâ îáõîäèòñÿ áåç êàêèõ-ëèáî
ìåòàñòàáèëüíûõ èíòåðìåäèàòîâ. Ïîèñê è èçó÷åíèå íåñòàáèëüíûõ ïåðåõоäíûõ ñîñòîÿíèé â
ñâîðà÷èâàíèè áåëêà. Свободноэнергетический барьер и переход из одномерной конформации
в нативную. Модель энергетической воронки.
Íóêëåàöèîííûé ìåõàíèçì ñâîðà÷èâàíèÿ. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ïîäõîäû ê îïðåäåëåíèþ
ÿäåð ñâîðà÷èâàíèÿ áåëêîâ. Исследование переходного состояния с помощью белковой
инженерии. Мутационный анализ, шевронные графики.
9
Ðåøåíèå "ïàðàäîêñà Ëåâèíòàëÿ": ê ñòàáèëüíîé ñòðóêòóðå öåïè àâòîìàòè÷åñêè âåäåò ñåòü
áûñòðûõ ïóòåé ñâîðà÷èâàíèÿ. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî òîëüêî, ÷òîáû ìåæäó íàòèâíîé óêëàäêîé
öåïè è ïðî÷èìè åå ãëîáóëÿðíûìè óêëàäêàìè ñóùåñòâîâàëà áû çàìåòíàÿ ýíåðãåòè÷åñêàÿ ùåëü.
Ïðåäñòàâëåíèå î ïîäõîäàõ ê ïðåäñêàçàíèþ âòîðè÷íûõ è ïðîñòðàíñòâåííûõ ñòðóêòóð
áåëêîâ ïî èõ àìèíîêèñëîòíûì ïîñëåäîâàòåëüíîñòÿì. "Îïîçíàâàíèå" áåëêîâûõ ñòðóêòóð ïî
ãîìîëîãèè ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé. Âûäåëåíèå ñòàáèëüíûõ ñòðóêòóð áåëêîâîé öåïè. "Øàáëîíû"
áåëêîâûõ ñòðóêòóð. Áåëêîâàÿ èíæåíåðèÿ è äèçàéí. Примеры противоречия с теорией
Анфинсена.
Ко-трансляционный фолдинг белка, секреторный путь, первичный сортинг в ЭПР,
вторичный сортинг –аппарат Гольджи. Сигнальный пептид, SRP, рецептор SRP на мембране
ЭПР, транслокон, сигнальная пептидаза. Пептидил цис-транс-пролил-изомераза. Пептидил
дисульфид изомераза, N- и O гликозилирование, система калнексин-калретикулин.
Гликозилирование проколлагена 4 типа образования одно- и многодоменных интегральных
белков и везикулярный транспорт.Сигналы стоп- и старт-транслокация.
Эндоцитоз, экзоцитоз. Конститутивный и секреторный эндоцитоз. Везикулярный
транспорт раннего секреторного пути. СОР1 и СОР11 - окаймляющие белки ретроградного и
антероградного везикулярного транспорта. Клатрин и адапторные белки, полимеризация с
участием малых ГТФ-аз в позднем ретроградном везикулярном транспорте. Роль динамина.
Фузия мембран, суперсемейство белков SNARE, SNAP 25, с помощью которых
осуществляется фузия мембран.
Пост-трансляционный фолдинг. Триггерный фактор, префолдин шапероновые
системы бактерий, археев и эукариот.
Механизм действия Hsp70-Hsp40(Hdj1,2)-Bac1, Hip .
Шаперонный цикл Hsp70-Hsp90, роль белковHip, Hop, Chip. Шаперонный цикл и
АТФ/АДФ
Системы
клеточной
деградации.
Макро-
и
микроаутофагия,
убиквитин,
лигазы,
эндопептидазы, АТФазы, протеасомная деградация краткоживущих белков. Роль шаперонов
в презентации белков для деградации.
Шапероны Hsp100 или ААА+. Шапероны Hsp 100 (ААА+), доменная структура,
пространственная организация и функционирование . . Участие в дезагрегации,
ремоделировании, деградации, транскрипции.
10
Мультифункциональная роль Hsp70: коррекция структуры и конформации белков
клетке, (фолдазы), предотвращение агрегации неправильно свернутых или частично
развернутых белков, разрушение и солюбилизации стабильных белковых агрегатов,
разворачивании нативных белковых субстратов для транслокации их через мембраны
(дезагрегазы), разборке активных олигомерных структур и поддерживании их в состоянии
неактивных мономеров, разворачивании активных мономеров для их последующей
деградации., ремоделирование, протекторная роль- антиапоптотический фактор,
иммобилизация иммунной системы организма. Шапероны и канцерогенез. Антиопухолевая
иммунизация шаперонами.
Шапероны , обладающие АТР-азной активностью Hsp100, Hsp90, Hsp70 и Hsp60
не-АТР-азные малыебелки теплового шока (small Hsps, sHsps, мол. массы 12–43 кДа)
Шаперонины (или шапероны Hsp60) ,структура мономера шаперонина, механизмы действия
у бактерий и эукариот.Gro EL, Gro ES. Сродство к лигандам и нуклеотидам.
Îáñóæäåíèå àíîìàëüíî ìåäëåííîãî îáðàçîâàíèÿ ñòàáèëüíîé ñòðóêòóðû â íåêîòîðûõ áåëêàõ
(ñåðïèíû, ïðèîíû). «Фолдинговые» болезни и «энергетическая воронка».
Основные классы липопротеинов, классификация, структура, синтез хиломикронов, LDL,
VLDL, HDL. Атерогенная роль LDL и антиатерогенная – HDL. Инженерная конструкция
анти-атерогенных пептидов и испытание на моделях трансгенных мышей с атеросклерозом.
Темы семинарских занятий (28 часа)
Семинары:
1. Очистка рекомбинантных белков
2. Использование белкового сплайсинга для создания биосенсоров
3. Циклизация ферментов . Экспрессия токсичных для клетки продуктов
4. Создание химерных последовательностей - интеина, генно-инженерными методами
слитого с целевым белком. Использование интеинов в медицiине,
5. Стволовые клетки мозга можно "разбудить"
Новые способы борьбы с неизлечимыми болезнями, в частности, болезнями
Альцгеймера или Паркинсона. Активация сигнального пути Hedgehog (HH) может
стать новым методом лечения ишемической болезни сердца. . Переориентирование
стволовых клеток взрослого организма с дифференцировки в жировые клетки на
формирование остеоцитов под воздеиствием Hedgehog.
11
6. Принципы разработки препаратов, регулирующих активность белка Hedgehog, для
лечения онкологических заболеваний, терапии ожирения, диабета, липодистрофии, а
также лечения или предотвращения остеопороза с одновременным предупреждением
накопления излишков жира.
7. Виды программированной смерти. Апоптоз и некроз. Общая характеристика
физиологического и патологического апоптоза. Аутофагия. Покой. Сенесценция.
8. Внешний апоптоз, рецепторы и лиганды смерти, роль адапторов.
9. Внутренний апоптоз: роль каспаз, суперсемейства Bcl,
10. Митохондрии и апоптоз. Роль цитохрома с. Образование мегапор в митохондриях,
бензодиазепиновый рецептор, сигналосомы. АРАF и апоптосомы.
11. Везикулярный транспорт и трансмиссия нервного сигнала. Паралич, вызванный
действием токсинов и мутаций.
12. Везикулярный
транспорт
и
репликация
липид-содержащих
оболочковых
нелитических вирусов.
13. N- и O гликозилирование, система калнексин-калретикулин. Гликозилирование
проколлагена
14. Шаперонины (или шапероны Hsp60) эукариот, отличия от Gro EL-GroES/
15. Роль шаперонов в презентации белков для деградации.
16. Исследование переходного состояния с помощью белковой инженерии. Мутационный
анализ, шевронные графики, роль аминокислот в образовании глобулы и
стабилизации белка.
17. Мультифункциональная роль Hsp70:
18. Шаперонный цикл Hsp70-Hsp90, роль белковHip, Hop, Chip. Шаперонный цикл и
АТФ/АДФ
12
19. Шаперонины (или шапероны Hsp60) ,структура мономера шаперонина, механизмы
действия у бактерий.
20. Hsp100 или ААА+. Доменная структура. Участие в дезагрегации, ремоделировании,
деградации, транскрипции.
21. Общая характеристика шаперонов , обладающих (Hsp100, Hsp90, Hsp70 и Hsp60) и не
обладающихАТР-азной активностью (малые белки теплового шока)
22. Примеры супервторичной структуры полипептидов. Транскрипционные факторы (P53, bHLH, nF-kB, Zn-fingers).
23. Структура 20s и 26s протеасом. Протеолитический кор. Субъединицы.
24. Убиквитин. Структура. Ферменты Е1, Е2, Е3. Роль в протеасомной деградации.
25. Роль убиквитина в клеточных процессах.
26. Протеасомы и апоптоз.
27. Парадокс белка P53. Мультифукцианальная роль P53: P53 апоптоз, арест клеточного
деления, мис-фолдинг P53 и канцерогенез, P53 – транскрипционный фактор. Роль
шаперонов пептидил цис-транс-изомеразы и Е3-убиквитин-лигазы (Mdm 2).
28. Роль мисфолдинга белков в возникновении нейродегенеративных заболеваний.
Альцгеймер, Паркинсон, хорея Хантингтона. Основные фолдинговые болезни:
Оксидативный стресс, сбой антиоксидантной защиты организма и дисфункция
митохондрий.
29. Основные внешние и внутренние факторы возникновения патологий элегантного
возраста: дисфункция митохондрий, нарушение систем деградации и неправильный
фолдинг белков.
30. Прионы-экологическая катастрофа. Прионы –протекторная роль у нисших эукариот.
13
7.3 Примерные темы контрольных работ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Отличительные особенности интеинов.
Структурная отганизация интеинов.
Хоуминг интеинов.
Хоуминг рекомбиназы А Mycobaterium tuberculosis и Mycobacterium Laepre
Пост-трансляционная интеиноподобная модификация Hedgehog.
Трансдукция сигнала Hedgehog.
Роль первичного жгутика в проведении сигнала Hedgehog.
Структурные элементы внеклеточного матрикса .
Внеклеточный матрикс и проведение сигнала Hedgehog.
Аутокринная и паракринная регуляция.
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
8.1. Рекомендуемая литература:
Базовые учебники (учебно-практические пособия)
1. ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ БЕЛКА КУРС ЛЕКЦИЙ
1999-2000 гг.Алексей Витальевич Финкельштейн
2. ÈÏÀÒÎÂÀ Î.Ì. ÔÎÑÔÎÃËÈÂ: ÌÅÕÀÍÈÇÌ ÄÅÉÑÒÂÈß È ÏÐÈÌÅÍÅÍÈÅ Â ÊËÈÍÈÊÅ
ÌÎÑÊÂÀ ÈÇÄÀÒÅËÜÑÒÂÎ _____________
2005
3. Волькенштейн М.В. — Биофизика. — М: Наука, 2008г.
4. Рубин А.Б. — Биофизика. Т.1. — 2004г
5. Б Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон. Молекулярная биология клетки
.Издательство Мир. 1994. В трех томах.
6. Lodish HF/ Mol.Cell Biol/ 2005
б) Другие источники
Электронная библиотека (комплект научных, учебных и методических материалов на компьютерных
носителях, набор автоматизированных тестов, развивающих игр, виртуальных тренажеров).
Видеотека (комплект видеозаписей на кассетах и дисках: игровые и рисованные фильмы и
смонтированные фрагменты из них, научно-популярные и учебные программы).
8.2. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Слайдоскоп.
Компьютер.
Компьютерный проектор.
14