Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Biotechnologia (S2)
specjalność: Nanobioinżynieria
Sylabus przedmiotu Inżynieria enzymowa:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Biotechnologia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Inżynieria enzymowa | ||
| Specjalność | Bioinżynieria | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mikrobiologii i Biotechnologii | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Radosław Drozd <Radoslaw.Drozd@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość podstaw chemii organicznej i nieorganiczej, biochemii, biofizyki, chemii fizycznej, jezyka angielskiego w stopniu średnio zaawansowanym |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studenta z podstawami inżynierii białek katalitycznych |
| C-2 | Zapoznanie z metodami in silico predykcji struktur białkowych |
| C-3 | Wyuczenie umiejetności doboru odpowiednich metod służących do immobilizacji białek enzymowych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Metody wizualizacji struktur białkowych z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania. Analzia własciwości strukturalnych białek enzymatycznych. | 4 |
| T-L-2 | Metody komputerowe rozwiązywania struktury II i III rzędu białek | 4 |
| T-L-3 | Modelowanie parametrów kinetycznych enzymów | 6 |
| T-L-4 | Projektowanie wektorów ekspresyjnych do produckji białek rekombinowanych. Oczyszczanie natywnych i rekombinowanych białek enzymatycznych. | 4 |
| T-L-5 | Immobilizacja enzymów na matrycach organicznych i nieoragnicznych | 2 |
| 20 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Rozwiązywanie struktury i analiza własciwosci katalicznych białek enzymatycznych z wybranych klas. | 4 |
| T-P-2 | Modelowanie parametrów operacyjnych enzymów z wykorzystaniem metod racjonalnego projektowania białek enzymatycznych. | 6 |
| 10 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Funkcja i znaczenie struktury enzymów. Oddziaływania stabilizujące budowę białek enzymatycznych. Sposoby analizy struktury pierwszorzędowej białek enzymatycznych. Oddziaływania stabilizujące budowę białek. Sposoby analizy struktury drugorzędowej i trzeciorzędowej białek enzymatycznych | 2 |
| T-W-2 | Metody przeszukiwania sekwencyjnych i strukturalnych białkowych baz danych. Programy, praktyczne podejście do porównywania struktury I, II i III rzędu enzymów. Metody rozwiązywania struktury 3D enzymów. Metody klasyczne (X-ray, NMR) vs modelowanie porównawcze i metody ab-initio. | 2 |
| T-W-3 | Metody in-vitro modyfikacji i badania właściwości katalitycznych enzymów. | 2 |
| T-W-4 | Modelowanie i optymalizacja parametrów kinetycznych enzymów. Przewidywanie i projektowanie in-silico właściwości katalitycznych enzymów | 2 |
| T-W-5 | Metody stabilizacji i immobilizacji enzymów. Izolacja, oczyszczanie i frakcjonowanie enzymów | 3 |
| T-W-6 | Mikrobiologiczna produkcja preparatów enzymatycznych. Rodzaje procesów fermentacyjnych. Projektowanie i optymalizacja bioreaktorów do produkcji enzymów na skalę przemysłową | 2 |
| T-W-7 | Enzymy stosowane w remediacji środowiska i produkcji paliw ze źródeł odnawialnych, enzymy stosowane w gospodarstwie domowym, enzymy w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, enzymy w przemyśle tekstylnym i materiałowym. | 2 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 20 |
| A-L-2 | przygotowanie do zajęc laboratoryjnych | 10 |
| A-L-3 | czytanie wskazanej literatury | 3 |
| A-L-4 | konsultacje | 2 |
| 35 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | uczestnictwo w zajęciach | 10 |
| A-P-2 | przygotowanie do zajeć | 3 |
| A-P-3 | czytanie wskazanej literatury | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | konsultacje | 2 |
| A-W-3 | przygotowanie do zajęć | 6 |
| A-W-4 | egzamin | 2 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny |
| M-2 | opowiadanie |
| M-3 | anegdota |
| M-4 | wykład konwersatoryjny |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny, test |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Prezentacja multimedialna |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Aprobata |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_2A_BI-S2-D06_W01 Posiada wiedzę zakresu strukturalnych zależności kształtujących własciwości katalityczne enzymów. Zna narzędzia informatyczne pozwalające na przewidywanie struktury enzymów. | BT_2A_W07 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-P-2, T-P-1, T-L-2, T-L-3 | M-3, M-1, M-4, M-2 | S-1, S-2 |
| BT_2A_BI-S2-D06_W02 Zna metody immobilizacji enzymów, sposoby przygotowania wysokooczyszczonych preparatów enzymatycznych. | BT_2A_W06, BT_2A_W07, BT_2A_W14 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-1, T-W-4, T-W-5, T-L-5, T-L-4 | M-3, M-1, M-4, M-2 | S-1, S-2 |
| BT_2A_BI-S2-D06_W03 Zna sposoby selekcji mikroorganizmów do zadań aplikacyjnych mających na celu produkcję enzymów o określonej aktywności katalitycznej | BT_2A_W07 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-6, T-W-5, T-W-7, T-P-2, T-P-1, T-L-5 | M-3, M-1, M-4, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_2A_BI-S2-D06_U01 Korzysta z narzędzi bioinformatycznych do rozwiązywania struktury enzymów, potrafi poszukiwać zależnosci między ich strukturą a funkcjami katalitycznymi. | BT_2A_U02, BT_2A_U07, BT_2A_U08 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-P-2, T-P-1, T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-L-3 | M-3, M-1, M-4, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| BT_2A_BI-S2-D06_U02 Analizuje metody pozwalające na unieczynianie enzymów, kalkuluje możliwości ich zastosowania w konkretnych aplikacjach. | BT_2A_U07 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-6, T-W-4, T-W-5, T-L-5 | M-3, M-1, M-4, M-2 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_2A_BI-S2-D06_K01 Zna i wykorzystuje metody biotechnologiczne do polepszania jakości życia swojego i innych. | BT_2A_K02, BT_2A_K03, BT_2A_K04 | — | — | C-2, C-3, C-1 | T-W-6, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-P-2, T-P-1, T-L-1, T-L-2, T-L-5, T-L-4, T-L-3 | M-3, M-1, M-4, M-2 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_2A_BI-S2-D06_W01 Posiada wiedzę zakresu strukturalnych zależności kształtujących własciwości katalityczne enzymów. Zna narzędzia informatyczne pozwalające na przewidywanie struktury enzymów. | 2,0 | |
| 3,0 | Przygotowanie prezentacji multimedialnej, uczestnictwo w 90 % zajęć audytoryjnych, Poprawna odpowiedz na 60 % pytań testowych - egzamin | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| BT_2A_BI-S2-D06_W02 Zna metody immobilizacji enzymów, sposoby przygotowania wysokooczyszczonych preparatów enzymatycznych. | 2,0 | |
| 3,0 | Przygotowanie prezentacji multimedialnej, uczestnictwo w 90 % zajęć projektowych i laboratoryjnych, Poprawna odpowiedz na 60 % pytań testowych - egzamin | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| BT_2A_BI-S2-D06_W03 Zna sposoby selekcji mikroorganizmów do zadań aplikacyjnych mających na celu produkcję enzymów o określonej aktywności katalitycznej | 2,0 | |
| 3,0 | Przygotowanie prezentacji multimedialnej, uczestnictwo w 90 % zajęć projektowych i laboratoryjnych, Poprawna odpowiedz na 60 % pytań testowych - egzamin | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_2A_BI-S2-D06_U01 Korzysta z narzędzi bioinformatycznych do rozwiązywania struktury enzymów, potrafi poszukiwać zależnosci między ich strukturą a funkcjami katalitycznymi. | 2,0 | |
| 3,0 | Przygotowanie prezentacji multimedialnej z zajęc projektowych, uczestnictwo w 90 % zajęć laboratoryjnych i projektowych, Poprawna odpowiedz na 60 % pytań testowych - egzamin | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| BT_2A_BI-S2-D06_U02 Analizuje metody pozwalające na unieczynianie enzymów, kalkuluje możliwości ich zastosowania w konkretnych aplikacjach. | 2,0 | |
| 3,0 | Przygotowanie prezentacji multimedialnej z zajęc projektowych, uczestnictwo w 90 % zajęć projektowych i laboratoryjnych, Poprawna odpowiedz na 60 % pytań testowych - egzamin | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_2A_BI-S2-D06_K01 Zna i wykorzystuje metody biotechnologiczne do polepszania jakości życia swojego i innych. | 2,0 | |
| 3,0 | Uczestnictwo w w 90% zajęć laboratoryjnych i projektowych. Poprawna odpowiedz na 60% pytań testowych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Jerzy Witwicki, Elementy enzymologii, PWN, Warszawa, 1984
- David Hawcroft, Diagnostic enzymology, ACOL, Londyn, 1986
- Wolfgang Aehle red., Enzymes in Industry: Production and Applications, Willey VCH, 2007, III
- Allan Svendsen, Enzyme Functionality: Design, Engineering and Screening, 2004
- Christoph Wittmann i Rainer Krull red., Biosystems Engineering I: Creating Superior Biocatalysts, Tom 1, Springer, 2010
- Girish Shukla i Ajit Varma, Soil Enzymology, Springer, 2011
Literatura dodatkowa
- Athel Cornish-Bowden, Fundamentals of Enzyme Kinetics, Portland Press, Londyn, 2002, III