Μοριακή Ενζυμολογία

Μοριακή Ενζυμολογία (8ο Εξ / Επιλογής / Κωδ.Μηχ. 2905).

Διδάσκεται μόνο στο Τμήμα Βιοτεχνολογίας.

Περιλαμβάνει 3 ώρες θεωρίας και 2 ώρες εργαστηριακών ασκήσεων ανά εβδομάδα.

Διδάσκοντες θεωρίας: Ιωάννης Κλώνης, Νικόλαος Λάμπρου.

Διδάσκοντες εργαστηρίου: Ιωάννης Κλώνης, Νικόλαος Λάμπρου.

Σύντομη περιγραφή μαθήματος: Μελέτη και σχεδιασμός του ενζύμου σε μοριακό επίπεδο.
Περιεχόμενα θεωρίας: Αρχιτεκτονική και χαρακτηριστικά της τρισδιάστατης δομής των ενζύμων (δυνάμεις που καθορίζουν τη γεωμετρία και διαμόρφωση πολυπεπτιδικής αλυσίδας, αρχές και θερμοδυναμική ανάλυση της αναδίπλωσης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας και του σχηματισμού συμπλόκου ενζύμου υποστρώματος). Μέθοδοι προσδιορισμού και πρόβλεψης της τρισδιάστατης δομής των ενζύμων (βιοφυσικές και βιοϋπολογιστικές μέθοδοι). Οικογένειες ενζύμων και δομική/λειτουργική συσχέτιση, βιοϋπολογιστικές μέθοδοι πρόβλεψης της δράσης, της ενεργής περιοχής και των καταλυτικών αμινοξέων ενζύμων. Μοριακή δυναμική και μηχανική, δομικές ανακατατάξεις και κινήσεις του ενζυμικού μορίου. Χημική τροποποίηση του ενζυμικού μορίου, σήμανση συγγένειας, χημικός προσδιορισμός λειτουργικών ομάδων και ενεργών περιοχών. Eτερόλογα συστήματα έκφρασης ενζύμων σε προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Ενζυμική μηχανική (αρχές ανασχεδιασμού των μοριακών και λειτουργικών χαρακτηριστικών του ενζυμικού μορίου). Μοριακές μέθοδοι in vitro κατευθυνόμενης και τυχαίας μεταλλαξογένεσης. Αρχές και μέθοδοι in vitro μοριακή εξέλιξη του ενζυμικού μορίου. Μέθοδοι υπερταχείας επιλογής μεταλλαγμένων ενζυμικών μορφών. Ημισυνθετικά ένζυμα, καταλυτικά αντισώματα και ριβοένζυμα. De novo δημιουργία νέων λειτουργικών ενζύμων. Εφαρμογές ανασχεδιασμένων ενζύμων στη γεωπονία, υγεία, βιομηχανία, τεχνολογίες περιβάλλοντος. Ένζυμα με βιοτεχνολογικό ενδιαφέρον που δεσμεύουν και τροποποιούν νουκλεϊνικά οξέα (δομή, μηχανισμός, εφαρμογές). Τα ένζυμα ως μοριακοί στόχοι σχεδιασμού φαρμάκων. Βιονανοτεχνολογία ενζύμων.
Εργ. ασκήσεις: 1. Ετερόλογη Έκφραση της Μεταφοράσης του Γλουταθείου σε E. coli. 2. Καθαρισμός Γενετικά Τροποποιημένων Ενζύμων που Φέρουν Επίτοπο ‘έξι ιστιδινών’. 3. Βιοϋπολογιστικά Εργαλεία Ανάλυσης της Ενζυμικής Δομής. 4. Δομική Ενζυμολογία: Protein Data Bank. 5. In silico Αναπαράσταση και Ανάλυση της Τρισδιάστατης Δομής Ενζύμων. 6.Πρόβλεψη της Τρισδιάστατης Δομής Ενζύμων με τη Μέθοδο της Ομόλογης Μοντελοποίησης. 7. Ενζυμική Μηχανική: in vitro και in silico Κατευθυνόμενη Μεταλλαξογένεση. 8. Βάσεις Δεδομένων Ενζύμων, Δεσμευτών και Ενζυμικών Αντιδράσεων.