Sekundární metabolity a xenobiochemie

Úvod. Pojem primární a sekundární metabolismus. Metody studia sekundárního metabolismu. Metody analýzy aminokyselin a betainů. Izolace a použití sekundárních metabolitů. Počítačová simulace metabolismu. Využití dusíku rostlinami. Přijem a asimilace nitrátu, jeho redukce na amoniové ionty. Nitrátreduktasa, nitritreduktasa. Tvorba amoniaku (amonných iontů). Hlavní metabolické dráhy pro asimilaci amoniaku a redistribuci dusíku v aminokyselinách. Využití síry rostlinami. Příjem a asimilace sulfátu. Biosyntéza cysteinu a methioninu. Úloha S-adenosylmethioninu: biosyntéza a funkce ethylenu. Neproteinogenní aminokyseliny. Přirozené deriváty a homology běžných aminokyselin. Opiny. Lathyrogeny. Anomální aromatické, heterocyklické a sirné aminokyseliny. Betainy. Fyziologické funkce a metabolismus kvarterních aminů a terciárních sulfoniových solí. Betainaldehyddehydrogenasa a její vlastnosti. Biogenní aminy. Dělení (mono-, di- a polyaminy). Biosyntéza putrescinu, kadaverinu, agmatinu, spermidinu a sperminu. Aminotransferasové reakce. Reakce Cu-aminoxidas a FAD-polyaminoxidas. Konjugáty polyaminů s hydroxyskořicovými kyselinami. Aminoaldehydy a reakce aminoaldehyd-dehydrogenasy. Studium metabolismu polyaminů. Fyziologické funkce aminů a polyaminů. Biologicky aktivní peptidy. Peptidové toxiny. Peptidová antibiotika. Biosyntéza multienzymovými systémy a nové způsoby chemické syntézy. Alkaloidy. Výskyt a charakteristika. Metody izolace a studia alkaloidů. Biosyntéza a klasifikace alkaloidů. Přehled jednotlivých skupin alkaloidů. Využití alkaloidů v lékařství a fyziologii. Přirozené halucinogeny. Psychotropní látky hub, námele, kaktusů, máku, kokového listí a indického konopí. Biosyntéza aromatických látek. Metabolické dráhy syntézy histidinu, fenylalaninu, tyrosinu a tryptofanu. Šikimátová dráha a její metabolity. Metabolické sítě skořicových kyselin. Metabolity polyketidové (acetogeninové) dráhy. Kombinace šikimátové a polyketidové dráhy. Polyketidová antibiotika. Polyacetyleny. Biosyntéza aminokyselin s rozvětveným uhlíkovým řetězcem. Glykosidy. Charakteristika a izolace. Cukerné složky a aglykony. Kyanogenní glykosidy, glukosinoláty, fenolické a kumarinové glykosidy. Přírodní barviva. Flavonoidy. Anthokyany a katechiny. Naftochinonová a anthrachinonová barviva. Indigoidní a karotenoidní barviva. Terpenoidy. Terpeny a terpenické alkaloidy. Biosyntéza acyklických a cyklických představitelů různých skupin terpenů. Pyrethriny, azuleny, gibereliny. Steroidy. Fytosteroly a zoosteroly. Steroidní kardiaka. Steroidní saponiny. Steroidní alkaloidy. Sapogeniny oleanového a ursanového typu. Chuťové a vonné látky. Přírodní a umělá sladidla. Hořké látky. Vztah mezi chemickou strukturou a vůní látek, detekční limity, Maillardova reakce. Chemická komunikace u živočichů. Sexuální, značkovací, poplašné a agregační feromony. Luciferiny, kairomony a antifídanty. Chemie aktivní a pasivní obrany v přírodě. Allomony, hmyzí pigmenty (pteridiny, ommochromy, melaniny). Fytoalexiny (isoflavonoidy, terpenoidy). Lignin, suberin a kalosa. Lektiny. Přírodní látky v lékařství. Léčiva, stimulanty a narkotika. Stimulační látky léčivých rostlin. Káva a čaj. Kancerogeny a antineoplastické látky. Mechanismus účinku antibiotik.Biochemie cizorodých látek. Cizorodé látky (xenobiotika). Xenobiochemie a farmakologie. Toxikologie. Přírodní toxické látky. Pesticidy. Cizorodé látky v potravinách. Přirozené toxické složky potravin. Kontaminace při skladování a zpracování. Produkty rozkladu potravin mikroorganismy. Potravinová aditiva. Konzervační prostředky. Látky upravující vzhled, vlastnosti, vůni a chuť. Osud cizorodých látek v organismu. Hlavní směry distribuce a biotransformace.