Код: 342358

Назва:

Вступ в біонеорганічну хімію

Анотація: Біонеорганічна хімія (або неорганічна хімія біологічних процесів) виникла нещодавно на межі між біохімією та неорганічною хімією. Основне її завдання - вивчення на молекулярному рівні взаємодії між металами, в першу чергу, біометалами та біолігандами (амінокислотами, протеїнами, нуклеїновими кислотами та деякими іншими речовинами). Досягнення біонеорганічної хімії вже зараз знаходять широке застосування в практичній діяльності людини, в першу чергу, в фармакології, агрохімії, в біотехнології, при вирішенні проблем охорони довкілля від забруднення сполуками токсичних металів і т. інш. Мета курсу "Вступ до біонеорганічної хімії" - познайомити студентів з базовими засадами біонеорганічної хімії, фундаментальними науковими проблемами та науково-практичними завданнями, які вона вирішує, серед яких: - застосування основних ідей сучасної координаційної хімії при вивченні фізико-хімічних властивостей координаційних сполук біометалів з біолігандами; - можливості сучасних фізико-хімічних методів дослідження для вивчення будови, властивостей та взаємодії об`єктів біонеорганічної хімії; - проблеми моделювання біологічних систем та процесів з метою відтворення та вивчення на простих та доступних для дослідження об`єктах деяких складних біологічних процесів; - області практичного застосування теоретичних досягнень біонеорганічної хімії, зокрема, в медицині при лікуванні онкологічних захворювань, у фармокології при розробці бактерицидних та антивірусних препаратів, в екології при вивченні біологічних циклів токсичних металів та створенні детоксикантів.

Тип дисципліни: вибіркова

Рік навчання: 3

Семестр: 4

Кількість кредитів: 5,0

Форма контролю: залік

Викладач(і): Козицька Т.В., к.б.н., доцент

Результати навчання: ПР01. Розуміти ключові хімічні поняття, основні факти, концепції, принципи і теорії, що стосуються природничих наук та наук про життя і землю, а також хімічних технологій на рівні, достатньому для їх застосування у професійній діяльності та для забезпечення можливості в подальшому глибоко розуміти спеціалізовані області хімії.
ПР03. Описувати хімічні дані у символьному вигляді.
.ПР04. Розуміти основні закономірності та типи хімічних реакцій та їх характеристики.
ПР05. Розуміти зв'язок між будовою та властивостями речовин.
ПР06. Розуміти періодичний закон та періодичну систему елементів, описувати, пояснювати та передбачати властивості хімічних елементів та сполук на їх основі.
ПР08. Знати принципи та процедури фізичних, хімічних, фізико-хімічних методів дослідження, типові обладнання та прилади.
ПР10. Застосовувати основні принципи термодинаміки та хімічної кінетики для вирішення професійних завдань.
ПР17. Працювати самостійно або в групі, отримати результат у межах обмеженого часу з наголосом на професійну сумлінність та наукову доброчесність.


Спосіб навчання: аудиторний

Необхідні обовязкові попередні й супутні модулі: Загальна та неорганічна хімія, координаційна хімія

Зміст дисципліни: Тема 1. Застосування принципів координаційної хімії при дослідженні біологічних процесів. - Предмет біонеорганічної хімії. Властивості атомів біометалів, їх біохімічна та фізіологічна роль. - Біоліганди, їх донорні атоми та здатність до комплексоутворення. - Особливості взаємодії іону металу з амінокислотами, пептидами та білками. - Сучасні фізико-хімічні методи дослідження біонеорганічних сполук та процесів. Тема 2. Метали в біологічних системах - Металоферменти в реакціях гідролізу та переносу груп. - Перехідні метали в біологічних окисно-відновних процесах - Транспорт та зберігання молекулярного кисню. Природні переносники кисню і модельні сполуки. - Кластерні сполуки та залізо-сірковмісні білки - Комплексні сполуки біометалів ІА та ІІА підгруп. Іонофори, біологічні мембрани та транспорт катіонів. Тема 3. Прикладні аспекти біонеорганічної хімії - Розповсюдження металів в природі та шляхи їх накопичення в клітинах. - Корисна та токсична дія іонів металів. - Іони металів та хелатуючі агенти в медицині. Застосування іонів металів та хелатів в хіміотерапії. - Коливальні реакції.


Рекомендована література: Основна:
1. Хацевич О.А. Біонеорганічна хімія. Навчальний посібник. 2020. Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника. Івано-Франківськ. 121 с.
2. Ivano Bertini, Harry B. Gray, Stephen J. Lippard, and Joan Selverstone Valentine. Bioinorganic Chemistry. - Open Education Resource (OER) Libre Texts Project. 2022. 433 p.
https://ukrayinska.libretexts.org/%D0%A5%D1%96%D0%BC%D1%96%D1%8F/%D0%9D%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B0_%D1%85%D1%96%D0%BC%D1%96%D1%8F/%D0%9A%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%B0%3A_%D0%91%D1%96%D0%BE%D0%BD%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B0_%D1%85%D1%96%D0%BC%D1%96%D1%8F_(Bertini_et_al.)
3. Яцимирский К.Б. Введение в бионеорганическую химию. - К.: Наук.думка,1976, 144 с.
4. Неорганическая биохимия: В 2-х томах/ Под ред. Г.Эйхгорна.- М.: Мир, 1978. Т.1. - 688с., Т.2. - 759 с.
5. Robert R. Crichton. Biological Inorganic Chemistry. An Introduction. Elsevier. 2008. 370 pp.
6. Dieter Rehder. Introduction to Bioinorganic Chemistry. Lecture notes. University of Lund. 2008. 44 pp.
7. Rosette M. Roat-Malone. Bioinorganic Chemistry. A Short Course. A. John Wiley&Sons, Inc., Publication. 2002. 375 pp.

Додаткова
1. Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон. Основы неорганической химии.- М.: Мир, 1979, 679 с.
2. Ф.Басоло, Р.Джонсон. Химия координационных соединений. М., Мир, 1966.
3. Хьюз М. Неорганическая химия биологических процесов. - М.: Мир, 1983.- 414 с.
4. Уильямс А. Металлы жизни. - М.: Мир, 1975, 137 с.
5. Н.Ю. Орлин. Химия специальных веществ. Учебное пособие. Владимир.: Ред.-издат. комплекс ВлГУ. 2005. -. 116 с.
6. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Под редакцией Х. Зигель, А. Зигель. М.: Мир, 1993, 368 с.


Форми та методи навчання: загальна кількість годин - 150 год.; аудиторні години -56 год.; лекції - 28 год.; лабораторно-практичні заняття - 28 год.; самостійна робота - 94 год.

Методи й критерії оцінювання: Перевірка та оцінювання знань студентів здійснюється за рейтинговою (стобальною) системою. Результати складання диференційованого заліку оцінюються паралельно як за національною шкалою, так і за шкалою ЄКТС. Види контролю: - поточний контроль: усне та тестове опитування з використанням онлайн платформи DistEdu, підсумкові письмові колоквіуми після кожного розділу (модуля) курсу, усний та/або письмовий захист лабораторних робіт; - підсумковий контроль: диференційований залік у письмовій формі з використанням тестових питань, задач та завдань по лабораторному практикуму. Критерієм оцінювання є правильна відповідь (усна чи письмова) на питання, правильний розв'язок задач, написання рівнянь хімічних реакцій, що свідчить про опанування студентом програми курсу і досягнення очікуваних результатів навчання.

Мова навчання: українська