Bioenergetika

Membrány - Základní typy energii přeměňujících membrán, membránový transport. Termodynamika biochemických pochodů - Systémy a toky energie, volná energie a entropie, reverzibilní a ireverzibilní pochody, dynamická rovnováha, chemický, elektrochemický a redoxní potenciály. Chemiosmotický tok protonů -Chemiosmotické teorie, protonmotivní síla a její měření, stechiometrie toku protonů, respirační a metabolická kontrola, reverzní tok protonů. Mitochondriální dýchací řetězec - Komponenty, mechanismus transportu elektronů a translokace protonů, stechiometrie, umělé akceptory a donory, spřažení a rozpojení fosforylace, Produkce superoxidu a oxidační stres, alternativní oxidasa u rostlin. Bakteriální dýchací řetězce - P.denitrificans, E.coli, H.pylori, Nitrobacter, Thiobacillus, methanogenní baktérie. Vznik protonmotivní síly při fotosyntéze - Zachycení zářivé energie, přenosu excitační energie, fotosyntetické bakterie - Rhodobacter, fotosyntetická reakční centra, fotosyntéza u zelených rostlin a řas, fotosystém II a fotosystém I, Cyklický transport elektronů, bakteriorhodopsin a halorhodopsin jako protonové pumpy. ATP synthasa - F1.Fo-ATPasa , podjednotky, enzymologie, regulace ATPasy. Přenos metabolitů a iontů přes membrány - Mitochondriální přenašeče kationtů a metabolitů. Přenos elektronů z cytoplasmy na dýchací řetězec. Přenašeče fosfátu , AMP a ADP. Rozpojovací proteiny. Transportní mechanismy u baktérií. Primární aktivní přenos, transportní ATPasy. Mitochondrie a nemoc - oxidační stres, apoptóza a nekróza buněk, reperfúzní poškození buněk, neurodegenerativní poruchy, mitochondriální genom a dědičné poruchy. ATP a energetické spřažení. Centrální postavení ATP jako přenašeče volné energie. Bilance reakcí spřažených s hydrolýzou ATP. Zdroje energie, evoluce. Auto- a heterotrofie, anaerobní a aerobní organismy. Srovnání energetických výhodností. Ukládání energie, zásobní látky. Regulace iontové permeability jako signální mechanismus - Neurotransmitery, excitabilní membrány, přenos nervového vzruchu. Přeměna energie při pohybu organismu - molekulární motory, buněčné mikrotubuly, pohyb bakterií, mechanismus svalové kontrakce. Experimentální metody studia bioenergetiky.