МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК
УТВЕРЖДАЮ
декан______________
Паршин В. Г.
"_____"__________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
ИНЖЕНЕРНАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ
Направление подготовки
020400-БИОЛОГИЯ
Наименование магистерской программы
Молекулярная и клеточная биотехнология
Направление подготовки
020400 - биология
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Ростов-на-Дону
2011
1
1 Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Инженерная энзимология» изучает особенности практического
использования достижений фундаментальной науки, биохимии (энзимологии) для
удовлетворения различных потребностей человека и сохранения окружающей среды.
Целями освоения дисциплины (модуля) «Инженерная энзимология» является
изучение научные основы применения ферментных катализаторов для создания новых
биотехнологических производств, новых методов в диагностике и терапии, органическом
синтезе, а также решении фундаментальных проблем энзимологии при помощи
иммобилизованных ферментов.
Задачами курса «Инженерная энзимология» являются: - формирование у
магистрантов четких представлений об особенностях организации производств с
использованием энзимов; - формирование представлений о способах выделения и
стабилизации ферментов для биотехнологических целей; - формирование представлений
об основных направлениях использования иммобилизованных ферментов (в тонком
органическом синтезе, биоэлектрокатализ, микроанализе, ИФА и его использование, при
конструировании новых типов лекарственных средств).
2 Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Курс
«Инженерная
энзимология»
представляет
собой
фундаментальную
дисциплину, входящую в учебном плане в блок М.3.1 ООП.
Студенты обучаются по данной дисциплине в 5-м семестре.
Для освоения дисциплины необходим теоретический базис студентов, связанный с
их знакомством с особенностями структурной организацией макромолекул и белков, а
также ряда других дисциплин.
Требования к входным знаниям:
1.
Знание особенностей химической организации белков, условий поддержания их
пространственной структуры.
2.
Физико-химические свойства макромолекул.
3.
Иметь общие представления о некоторых аспектах биотехнологических производств.
Указанный спецкурс является фундаментом для изучения фундаментальной
биомедицины и предполагает знание магистрантов в области биохимии, некоторых
разделов биофизики.
Исходя из места специального курса «Инженерная энзимология» в системе
биологического образования, требования к уровню освоения содержания курса
заключаются
в
обязательном
посещении
лекционных
и
семинарских
занятий,
2
своевременной сдаче реферата по выбранной теме, а также сдаче тем семинарских
занятий и итогового зачета.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
(модуля) «Инженерная энзимология»
Дисциплина
«Инженерная
энзимология»,
наряду
с
другими
предметами,
указанными в «Матрице соответствия компетенций, составных частей ООП и оценочных
средств», участвует в формировании у студента следующих компетенций (см. таблица
формируемых компетенций):
Таблица формируемых компетенций
Общекультурные компетенции
(общенаучные,
инструментальные, социальноличностные)
Профессиональные компетенции
(общепрофессиональные,
пофессиональноспециализированные)
ОК-3
ПК-1
ОК-6
ПК-2
ОК-8
ПК-3
ОК-12
ПК-4
ОК-13
ПК-5
ОК-14
ПК-12
ОК-15
ПК-13
ОК-16
ПК-14
ПК-16
ПК-17
ПК-18
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
Концептуальные основы биокатализа, существующих в настоящий момент
возможностей
практического
использования
ферментологии
для
удовлетворения
различных потребностей человека.
Уметь:
1.
Выявлять зависимость изменения активности ферментов от изменения условий
окружающей среды.
3
2.
Информацией о наиболее перспективных направлениях использования достижений
энзимологии и других областей науки для различных практических задачь.
Владеть:
1.
Знаниями в области инженерной энзимологией.
2.
Способами определения активности ферментов, некоторыми навыками практического
применения биохимических и иных методов анализа для оценки результатов
исследования.
4 Структура и содержание дисциплины (модуля) «Инженерная энзимология»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов,
лекционных 18 часов, лабораторных 32 часа, СРС 60 часов, форма отчётности – зачёт.
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов и
трудоемкость (в часах)
часов
(трудое
мкость)
Практика
Всего
Лекции
Применяемые
образовательн
ые технологии
Неделя семестра
№
Содержание раздела
дисциплины
Семестр
Структура дисциплины
СРС
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма
промежуточно
й аттестации
(по
семестрам)
Модуль 1. Ферменты как объекты промышленного производства. Способы выделения,
очистки ферментов.
1
Введение в инженерную
энзимологию.
Общая
характеристика
ферментов
и
особенностей их использования в
промышленных процессах.
Иммобилизованные
ферменты – основные способы
иммобилизации; виды носителей.
Источники
ферментов
для
промышленного их использования.
Методы
выделения
и
фракционирования ферментов.
Лекциявизуализация.
Проблемная
лекция.
А
1-3
18
3
5
10
УО-1
собеседование
ПР-2
контрольная
работа
Модуль 2. Иммобилизованные ферменты – особенности получения и направления
использования.
2
3
Общая
характеристика
промышленных
процессов
с
использованием
иммобилизованных ферментов и
клеток. Биокатализ в тонком
органическом синтезе.
Биоэлектрокатализ
и
использование
ферментов
в
электрохимических
системах.
Иммобилизованные ферменты в
микроанализе.
Характеристика
Лекция
визуализация,
лекция с
разбором
конкретной
ситуации,
игровой
имитационный
метод:
мозговой
штурм.
Лекция
визуализация,
проблемная
лекция,
метод
А
А
4-6
7-9
18
18
3
3
5
5
10
10
УО-1
собеседование,
ПР-4 защита
реферата
ПР-2
контрольная
работа,
ПР-4 защита
реферата
4
4
ферментов как аналитических
реагентов.
Характеристика
методов
детекции
в
ферментативном
анализе.
Ферментативные
электроды и биолюминесцентный
микроанализ.
развивающей
кооперации
Лекция с
разбором
конкретной
ситуации
А
10-11
18
3
5
10
УО-1
собеседование,
ПР-2
контрольная
работа
Модуль 3. Иммобилизованные ферменты в лабораторной практике и медицине.
5
6
7
Аналитические
проточные
реакторы с иммобилизованными
ферментами. Иммуноферментный
анализ и его использование в
медицине.
Иммобилизованные
ферменты
и
белки
как
лекарственные
средства.
Иммунофармакология.
Терапия
иммобилизованными ферментами перспективы и дальнейшие пути
развития.
Обобщение пройденного
материала. Подведение итогов
контрольных, самостоятельных
работ и эссе.
ИТОГО
Лекция с
разбором
конкретной
ситуации,
игровой
имитационный
метод:
мозговой
штурм.
Лекция
визуализация,
проблемная
лекция,
метод
развивающей
кооперации
А
12-14
18
3
А
15-16
15
1
А
17
3
2
108
18
5
5
30
10
ПР-4 защита
реферата
9
УО-1
собеседование,
ПР-4 защита
реферата
1
УО-3 устный
зачет
60
В соответствии с Типовым положением о вузе к видам учебной работы отнесены:
Лекции, консультации, семинары, практические занятия, лабораторные работы,
контрольные работы, коллоквиумы, самостоятельные работы, научно-исследовательская
работа, практики, курсовое проектирование (курсовая работа). Высшее учебное заведение
может устанавливать другие виды учебных занятий. Формы текущего контроля: УО-1 –
собеседование, УО-2 – коллоквиум, ПР-1 – письменный тест, ПР-2 – контрольная работа,
ТС-1 – обучающий тест. Промежуточная по дисциплине: УО-2- коллоквиум, ПР-2–
контрольная работа, ПР-3 – эссе, ПР-4 – реферат. Рубежная по модулю: УО-3 – устный
зачёт, УО-4 – устный экзамен, ПР-5 – курсовая работа, ПР-4 – реферат, ПР-6 – научноучебный отчёт по практике, ПР-7 – отчёт по научно-исследовательской работе студента
(НИРС).
Содержание дисциплины
Модуль 1. Ферменты как объекты промышленного производства. Способы
выделения, очистки ферментов.
Комплексная цель: сформировать представление о ферментах как об особом
элементе биотехнологических производств, особенностях их выделении и очистки.
Задачи:
1) изучить особенности структурной и функциональной организации ферментов,
5
определяющие
возможности
их
дальнейшего
использования
в
промышленных
производствах;
2) изучить основные способы получения, очистки биокатализаторов;
1 Введение в инженерную энзимологию – ее цели и задачи.
Общее представление о ферментах – особенности их строения, механизмов работы
и регуляции с позиций современной науки.
Иммобилизованные
ферменты
–
современные
представления
о
способах
иммобилизации и видах носителей. Проблемы, связанные с использованием ферментов в
промышленных целях и пути их преодоления. Общая характеристика технологических
направлений использования ферментов: синтез и модификация органических соединений;
биоконверсия растительного сырья; химический анализ различных сред; пищевая
промышленность.
2 Характеристика основных источников ферментов, факторы, определяющие
выбор соответствующего из них. Микроорганизмы как важнейший источник ферментов.
Генная инженерия как основное современное средство получения ферментативных
препаратов. Преимущества микробных ферментов над препаратами растительного и
животного происхождения.
3 Методы выделения и очистки ферментов. Дезинтеграция клеток как важнейший
этап промышленного получения ферментов. Виды дезинтеграции (механическая;
физическая; химическая; энзиматическая; биологическая).
Методы разделения ферментов – общая характеристика физико-химических
принципов, лежащих в их основе (различие в растворимости ферментов, хроматография,
гель-фильтрация, центрифугирование, электрофорез, изоэлектрофокусирование). Методы
концентрирования ферментов. Способы повышения выхода ферментов.
Способы
определения
степени
чистоты
ферментативных
препаратов.
Масштабирование процессов выделения и очистки ферментов.
Проектное задание к модулю 1:
1)
Приведите
характеристику структурной
организации
молекул
белков,
обуславливающих наличие каталитических функций.
2) Опишите принципиальные сходства и отличия неорганических и органических
катализаторов.
3) Охарактеризуйте основные источники ферментов для их дальнейшего
использования в промышленности.
6
4) Проведите сравнительную характеристику способов дезинтеграции клеток с
целью выделения ферментов.
5) Опишите основные методы очистки ферментов и обоснуйте преимущества и
недостатки отдельных методов.
6) Нарисуйте схему масштабирования процессов выделения и очистки ферментов.
Модуль 2. Иммобилизованные ферменты – особенности получения и
направления использования.
Комплексная цель: сформировать представление об основных способах и
правилах
получения
иммобилизованных
ферментов
и
путей
их
дальнейшего
промышленного использования.
Задачи:
1) изучить особенности носителей, используемых для иммобилизации ферментов;
2) изучить методы иммобилизации ферментов к носителям и определить основные
особенности использования отдельных подходов;
3)
изучить
основные
направления
промышленного
использования
иммобилизованных ферментов.
4
Общая
характеристика
промышленных
процессов
с
использованием
иммобилизованных ферментов и клеток. Получение глюкозно-фруктозных сиропов, Lаминокислот, безлактозного молока, сахаров из молочной сыворотки и т.д. – анализ
биохимических основ протекания данных процессов, их технологические варианты,
экологическая оценка и масштабы производства.
5 Ферментативное превращение целлюлозы в сахара – важнейший вид
технологического
процесса
с
использованием
ферментов.
Целлюлолитические
микроорганизмы и ферменты – общая характеристика, особенности. Механизм действия
целлюлаз. Основы биотехнологии ферментативного гидролиза целлюлозы.
6 Биокатализ в тонком органическом синтезе – общая характеристика и
направления развития. Спектр научно-исследовательских и технологических задач для
осуществления биокаталитического процесса.
Основные биокаталитические процессы – ферментативная модификация βлактамных антибиотиков; ферментативное превращение рацематов в энантиомеры;
получение простаноидов; ферментативная модификация нуклеиновых кислот и синтез
олиго- и полинуклеотидов; синтез меченных соединений; ферментативные реакции в
безводной среде.
7
7 Биоэлектрокатализ и использование ферментов в электрохимических системах.
Общая характеристика, проблемы и пути их преодоления. Направления использования
биоэлектрокатализаторов.
8 Иммобилизованные ферменты в микроанализе. Характеристика ферментов как
аналитических реагентов. Преимущества использования в анализе иммобилизованных
ферментов. Сопряженные ферментативные системы и их применение в анализе.
8.1 Характеристика методов детекции в ферментативном анализе. Аналитические
проточные
реакторы
с
иммобилизованными
ферментами.
Ферментные
микрокалориметрические датчики – принцип действия и направления использования.
8.2 Ферментативные электроды – их типы, особенности строения и работы.
Ферменты, используемые в ферментативных электродах.
8.3 Биолюминесцентный микроанализ – характеристика реакций, используемых
для
данных
методов.
Общая
схема
устройства
проточного
анализатора
с
иммобилизованной люциферазой.
Соиммобилизованные полиферментные системы как одно из направлений в
биолюминесцентьном анализе. Особенности формирования полиферментных систем.
Примеры и варианты использования.
Области применения биосенсоров с иммобилизованными ферментами.
Проектное задание к модулю 2:
Дайте краткие ответы на следующие вопросы:
1) Физико-химические свойства наиболее распространенных носителей для
иммобилизации ферментов.
2) Обоснуйте использование конкретных видов носителей для иммобилизации
ферментов с учетом направления дальнейшего их использования.
3) Проведите сравнение методов иммобилизации ферментов к носителю и
обоснуйте стратегию выбора соответствующего способа иммобилизации.
4) Создайте проект промышленного производства и обоснуйте выбор фермента,
носителя, и способа иммобилизации.
5) Охарактеризуйте использования иммобилизованных ферментов в органическом
синтезе, приведите схему конкретного примера.
6) Биосенсоры – основные характеристики и способы получения. Перспективы
данной технологии.
7) Нанотехнологии и иммобилизованные ферменты – пути интеграции.
8
Модуль 3. Иммобилизованные ферменты в лабораторной практике и
медицине.
Комплексная
использования
цель:
сформировать
иммобилизованных
ферментов
представление
в
об
лабораторной
особенностях
диагностике
и
возможности их использования в медицинской практике.
Задачи:
1) изучить особенности устройства иммуноферментных тест систем и способов их
получения;
2) изучить особенности проведения различных видов ИФА;
3) изучить способы получения моноклональных антител и способов получения
коньюгата.
4)
изучить
возможности
использования
иммобилизованных
ферментов
в
медицинской практике.
9 Иммуноферментный анализ и его использование в медицине.
Основные принципы иммунохимического анализа. Антитела и антигены.
Получение антител. Моноклональные антитела – понятие, способы получения. Схема
ИФА.
Маркеры
в
иммунохимическом
анализе:
радиоактивные,
ферментные
и
субстратные метки.
Методы получения конъюгатов с ферментами. Методы определения активности
ферментов в ИФА.
Основные методы ИФА: конкурентные, иммунометрические (сэндвич-анализ),
кинетические. Имуноблоттинг и направления его применения.
10 Иммобилизованные ферменты и белки как лекарственные средства. Механизмы
иммобилизации белков.
Антигенность
иммобилизованных
и
иммуногенность
препаратов.
Ферментные
белков.
Механизмы
препараты
типа
выведения
«контейнер».
Иммунофармакология. Терапия иммобилизованными ферментами - перспективы и
дальнейшие пути развития.
Проектное задание к модулю 3:
1) Дать краткие письменные ответы на следующие вопросы:
- Характеристика общей схемы проведения ИФА.
- Технология получения моноклональных антител.
9
2) Основные ферменты, используемые для получения конъюгата в ИФА – общая
характеристика и стратегии выбора.
3) Технология создания тест-системы для ИФА – разработать модель и
представить основные этапы реализации.
4) Основные направления использования иммобилизованных ферментов в
медицинской практике.
5) Химерные лекарственные препараты как результат развития нанобиотехнологии
и инженерной энзимологии.
5 Образовательные технологии
В
ходе
освоения
студентами
дисциплины
«Инженерная
энзимология»
используются традиционные и инновационные виды образовательных технологий:
1. Лекция-визуализация. В ходе лекции студент преобразовывает устную и
письменную информацию в визуальную форму, выделяя при этом наиболее
значимые и существенные элементы. На лекции используются схемы, рисунки,
чертежи, слайды-презентации, к подготовке которых привлекаются обучающиеся.
Проведение лекции проводится в виде связного развернутого комментирования
подготовленных наглядных пособий.
2. Проблемная
лекция.
В
ходе
проблемной
лекции
знания
вводятся
как
«неизвестное», которое необходимо «открыть». Проблемная лекция начинается с
вопросов, с постановки проблемы, которую в ходе изложения материала
необходимо решить. При этом выдвигаемая проблема не имеет однотипного
решения, готовой схемы нет. Данный тип лекции строится таким образом, что
деятельность
студента
по
ее
усвоению
приближается
к
поисковой,
исследовательской. В ходе лекции происходит диалог преподавателя и студентов.
3. Лекция с разбором конкретной ситуации. В ходе лекции конкретная ситуация
излагается устно или в виде краткого диафильма, видеозаписи и т. п. Студенты
совместно анализируют и обсуждают представленный материал.
4. Коллоквиум-консультация, при котором до 50% времени отводится для ответов
на вопросы студентов.
5. Индивидуальные проблемные задания, связанные с поиском и анализом
полученной информации и формулированием выводов и готового решения,
которое формулируется в виде готового эссе.
6. Игровой имитационный метод: мозговой штурм. Применяется свободная форма
дискуссии, позволяющая быстро включить в работу всех членов учебной группы.
10
Используется там, где требуется генерация разнообразных идей, их отбор и
критическая оценка. Этапы продуцирования идей и их анализа намеренно
разделены: во время выдвижения идей запрещается их критика. Внешне
одобряются и принимаются все высказанные идеи. Больше ценится количество
выдвинутых идей, чем их качество. Идеи могут высказываться без обоснования.
Удельный вес занятий, проводимых в активных и интерактивных
формах,
составляет 54% от общего числа аудиторных занятий.
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
В ходе освоения учащимся дисциплины «Инженерная энзимология» используются
следующие оценочные средства (таблица применяемых оценочных средств):
Таблица применяемых оценочных средств
№
Оценочные средства
1
УО-1
2
УО-2
3
ПР-2
4
ПР-4
1. Проверка выполнения домашнего задания в виде устного собеседования (УО-1).
2. Проведение коллоквиума по освоенной теме (УО-2)
3. Письменный отчёт о домашней контрольной работе, в которой имеются
контрольные вопросы и контрольные задания (составление и заполнение таблиц и
графиков) (ПР-2).
4. Написание реферата по предложенной теме (ПР-4)
УО-1 (собеседование)
Собеседование - специальная беседа преподавателя со студентом на темы,
связанные с изучаемой дисциплиной, рассчитанная на выяснение объема знаний студента
по определенному разделу, теме, проблеме и т.п.
Пример собеседования (на примере раздела 6 «Иммобилизованные ферменты в
медицине и производстве»).
11
Студенту дается задание рассказать об основных направлениях использования
иммобилизованных ферментов в медицине – для диагностики и терапии. По ходу рассказа
преподаватель
задает
уточняющие
вопросы,
касающиеся
обсуждению
свойств
иммобилизованных ферментов, которые необходимо учитывать при данном варианте
использования биокатализаторов.
ПР-2 (контрольная работа)
Контрольная работа - является сложной формой проверки; она может применяться
для оценки знаний по базовым и вариативным дисциплинам циклов ГСЭ, ЕН и
профессионального. Контрольная работа, как правило, состоит из небольшого количества
средних по трудности вопросов, задач или заданий, требующих поиска обоснованного
ответа. Контрольная работа может занимать часть или полное учебное занятие с разбором
правильных решений на следующем занятии.
Пример
задания
для
контрольной
работы
(на
примере
раздела
4
«Характеристика методов детекции в ферментативном анализе. Ферментативные
электроды и биолюминесцентный микроанализ»)
Проблемы детекции в ферментативном анализе.
Ферментативные электроды – строение, свойства и направления практического
применения.
Биолюминисцентный микроанализ – направления использования.
ПР-4 (реферат)
Рефераты распределяются между студентами группы в начале обучения, затем
зачитываются
ими
перед
группой
(с
возможностью
подготовки
студентом
презентационных материалов). Затем группой проводится обсуждение заслушанного
доклада, преподаватель уточняет и дополняет его.
Темы реферативных сообщений:
1 Общая характеристика биотехнологического производства.
2 Иммобилизованные ферменты – проблемы выделения и фиксации, пути их
преодоления.
3 Проблема стабильности иммобилизованных ферментов – способы решения.
4 Роль ферментов в промышленном получении лекарственных средств.
5 Перспективы ферментативного органического синтеза.
6 Перспективы практического использования биоэлектрокатализа.
7 Области применения биосенсоров с иммобилизованными ферментами.
8 Биосенсоры – их виды и особенности организации.
12
9 Влияние иммобилизации на ферментативную активность.
10 ИФА – основные принципы, виды и их отличительные характеристики.
11 Перспективы терапии иммобилизованными ферментами.
12 Иммобилизированные ферменты и медицина.
Дополнительные темы могут выдвигаться студентами и обсуждаться в ходе
семинарских занятий.
Перечень вопросов к зачету по курсу «Инженерная энзимология»
1 Инженерная энзимология – определение целей, задач и основные направления
развития.
2 Технологические особенности использования ферментов.
3 Иммобилизованные ферменты – определение и области использования.
4 Характеристика носителей, используемых для иммобилизации ферментов.
5 Общая характеристика физических методов иммобилизации ферментов.
6 Общая характеристика химических методов иммобилизации ферментов.
7 Проблема стабильности иммобилизованных ферментов и пути ее преодоления.
8
Общая
характеристика
промышленных
процессов
с
использованием
иммобилизованных ферментов и клеток.
9 Характеристика биотехнологии ферментативного гидролиза целлюлозы.
10 Целлюлолитические микроорганизмы и ферменты.
11 Общая характеристика и направления развития биокатализа в тонком
органическом синтезе.
12 Ферментативные модификации в производстве антибиотиков.
13 Биокаталитическое получение простаноидов.
14 Биоэлектрокатализ и использование фермантов в электрохимических системах.
15 Ферменты – аналитические реагенты, особенности, направления использования.
16 Методы детекции в ферментативном анализе.
17 Ферментные микрокалориметрические датчики – характеристика, направления
использования.
18 Ферментные электроды – особенности строения и функционирования.
19 Биолюминесцентный микроанализ – характеристика основных реакций и
приборов.
20 Биосенсоры с иммобилизованными ферментами – общая характеристика и
направления использования.
21 Характеристика ИФА – его принципы и виды.
13
22 Иммунохимический анализ – основные принципы и стратегия развития.
23 Метки, используемые в ИФА – их характеристики и отличительные
особенности.
24 Методы получения конъюгатов с ферментами.
25 Иммобилизованные ферменты как лекарственные средства - основные
особенности и направления использования.
26 Терапия иммобилизованными ферментами.
7 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
«Инженерная энзимология»
Для проведения дисциплины «Инженерная энзимология» студент обеспечен всей
необходимой учебно-методической литературой и доступом к програмному обеспечению
и интернет-ресурсам. Вся необходимая учебно-методическая литература имеется в
библиотеке студенческого абонемента, зональной научной библиотеке, библиотеке
кафедры и преподавателя дисциплины. Доступ к интернет-ресурсам осуществляется через
интернет-класс факультета, зональной научной библиотеки и локальной компьютерной
сети университета.
а) основная литература:
1 Биотехнология: Учебное пособие для вузов. В 8 кн. / под ред. Н.С. Егорова, В.Д.
Самуилова. Кн. 8: Инженерная энзимология /И.В. Березин, А.А. Клесов, В.К. Швядас и
др. М.: ВШ, 1987.- 143 с.
2 Биотехнология: Учебное пособие для вузов. В 8 кн. / под ред. Н.С. Егорова, В.Д.
Самуилова. Кн. 7: Иммобилизованные ферменты /И.В. Березин, Н.Л. Клячно, А.В.
Левашов и др. М.: ВШ, 1987.- 159 с.
3 Тривен М. Иммобилизованные ферменты. М.: Мир, 1983.- 213 с.
4 Применение иммобилизованных ферментов / Итоги науки и техники, серия
Биотехнология. Глав. Ред. Ю.А. Овчинников. М.: ВИНИТИ, 1986.- 187 с.
5 Ведение в прикладную энзимологию: Учебное пособие / Под ред. И.В. Березина,
К. Мортинека. М.: Изд-во Московского ун-та, 1982.- 384 с.
6 Иммуноферментный анализ / Под ред. Т. Нго, Г. Ленхоффа. М.: Мир, 1988.- 446
с.
б) дополнительная литература:
1 Шугалей В.С., Кесслер Р.М. Ферментология. – Ростов-на-Дону: РГУ, 1986. – 96
с.
2 Диксон М., Уэбб Ферменты. В 3-х томах. М.: Мир, 1982.
14
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
При проведении занятий используется стандартный набор лицензионного
программного оборудования Microsoft Office, для подготовки презентаций и других
демонстрационных и учебных материалов.
1.
Иллюстративные материалы - схемы, плакаты по основным разделам программы.
2.
Презентационные материалы по курсу: Инженерная энзимология.
Интернет-ресурсы:
1.
Ресурсы по химии
http://cliffsnotes.com
2.
Информационно-справочный ресурс по биологии
http://cellbiol.ru
3.
http://virginia.edu
4.
Сайт классической молекулярной биологии
http://molbiol.ru
5.
Сайт посвящённый медицинской биохимии
http://themedicalbiochemistrypage.org
6.
Сайт о химии. Содержит разделы по всем видам химии
http://xumuk.ru
7.
Сайт википедии
http://ru.wikipedia.org
8.
Сайт посвящённый биологической химии
http://biochemistry.ru
9.
Видео по биохимии, лекции, презентации
http://med-edu.ru/biohim
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) «Инженерная
энзимология»
При проведении дисциплины «Инженерная энзимология» учащиеся обеспечены
всей необходимой материально-технической базой:
1. Лекционной аудиторией с мультимедийным презентационным оборудованием для
демонстрации презентаций и иллюстративного материала.
2. Аудиторией для семинарских занятий с мультимедийным презентационным
оборудованием для демонстрации презентаций и иллюстративного материала.
15
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки БИОЛОГИЯ:
БИОЛОГИЯ.
Автор: к.б.н., доц. Сагакянц А.Б.
Рецензент: д.м.н., профессор РГМУ Шестопалов А.В.
Программа утверждена на заседании Учёного совета биолого-почвенного факультета
от 21 января 2011 года, протокол № 1.
16
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Календарно-тематический план
Дисциплина "Инженерная энзимология"
Курс 1
Общая трудоемкость (кредиты/ часы) 3/108
Аудиторная общая работа (часы) 48, в т.ч. лекции_18, семинары 30
Самостоятельная работа (часы) 60
Аудиторная индивидуальная работа (контактные часы) 2
Аудиторная работа
Дата
Тема для изучения
Инженерная энзимология –
предмет
и
задачи.
Иммобилизованные ферменты
–
строении
и
способы
иммобилизации.
Иммобилизованные
ферменты – основные способы
иммобилизации;
виды
носителей. Методы выделения
и
фракционирования
ферментов
Общая
характеристика
промышленных процессов с
использованием
иммобилизованных ферментов
и клеток. Биокатализ в тонком
органическом синтезе.
Промышленное
использование
ферментов.
Биокатализ в органическом
синтезе.
Биоэлектрокатализ
и
использование ферментов в
электрохимических системах.
Иммобилизованные ферменты
в
микроанализе.
Характеристика ферментов как
аналитических реагентов.
Электрохимические
системы и ферменты. Энзимы
– компоненты аналитических
систем.
Характеристика методов
детекции в ферментативном
анализе.
Ферментативные
электроды
и
биолюминесцентный
микроанализ.
Детекция
в
ферментативном анализе.
Аналитические
Форма проведения занятий Кол-во часов
Лекция.
3
Семинар.
5
Лекция.
3
Семинар.
5
Лекция.
3
Семинар.
5
Лекция.
3
Семинар.
5
Лекция.
3
17
проточные
реакторы
с
иммобилизованными
ферментами. ИФА.
Иммуноферментный
анализ и его использование в
медицине
Иммобилизованные
ферменты и белки в медицине.
Иммунофармакология.
Терапия иммобилизованными
ферментами - перспективы и
дальнейшие пути развития.
Семинар.
5
Лекция.
3
Семинар.
5
Самостоятельная работа
Сроки
Тема для изучения
Форма выполнения
Количество
часов
выполнения
1-3
4-6
7-9
Иммобилизованные
Изучение темы, работа с
ферменты – основные способы литературой,
подготовка
виды
неделя иммобилизации;
презентации, реферата
носителей. Методы выделения
и
фракционирования
ферментов
Промышленное
Изучение темы, работа с
использование
ферментов.
неделя
литературой,
подготовка
Биокатализ в органическом
презентации,
реферата
синтезе.
Электрохимические
Изучение темы, работа с
неделя системы и ферменты. Энзимы литературой,
подготовка
– компоненты аналитических
презентации, реферата
систем.
Детекция
в
Изучение темы, работа с
10-11
неделя
12-14
неделя
15-17
неделя
10
10
10
10
литературой,
подготовка
презентации, реферата
Иммуноферментный
Изучение темы, работа с
анализ и его использование в литературой,
подготовка
медицине
презентации, реферата
Иммунофармакология.
Изучение темы, работа с
Терапия иммобилизованными литературой,
подготовка
ферментами - перспективы и
презентации,
реферата
дальнейшие пути развития.
ферментативном анализе.
10
10
Контактные часы
Дата
18 неделя
Тема для изучения
Консультация
зачетом.
перед
Форма проведения занятий
Лекция-консультация
Количество
часов
2
18