KJB310 Proteinkjemi

Emnet gir en grundig gjennomgang av hvordan proteiner fungerer og har utviklet seg, hvordan vi kan studere proteiner og hvilken betydning proteiner har for levende organismer og samfunnet. Disse temaene belyses ved gjennomgang av:

• de grunnleggende bestanddelene av proteiner
• hvordan proteiner kan modifiseres etter translasjon
• ulike metoder for å studere proteiner (med spesielt fokus på metoder som brukes til å bestemme proteiners 3D-struktur)
• bruk av bioinformatiske metoder i proteinstudier
• hvordan proteiner kan katalysere kjemiske reaksjoner (struktur, kinetikk og reaksjonsmekanismer)
• protein-protein interaksjoner
• evolusjon og utvikling av proteiner og deres egenskaper
• sykdommer relatert til proteiner og mekanismene involvert
• hvordan proteiner folder seg og oppnår sin tredimensjonale struktur
• hvordan vi kan studere proteiner i en større sammenheng (systembiologi, proteomikk)

Det vil også jobbes med hvilke konsekvenser vår viten om proteiner har hatt for samfunnet per dags dato og hvordan denne kunnskapen kan være med å prege fremtiden. Dette er koblet mot FNs bærekraftmål, blant annet gjennom betydningen proteinvitenskap har for god helse, ren energi, innovasjon, stopp av klimaendringene og liv på land og under vann.

Det legges ekstra stor vekt på protein-bioinformatikk da dette har utviklet seg til å bli en veldig viktig del av fagfeltet. Hver forelesning innen protein-bioinformatikk vil etterfølges av en 4-timers øving hvor det jobbes med metoder som ble forklart på forelesningen. Totalt vil det være åtte øvinger med praktisk oppgaveløsning. Studentene vil lære å analysere proteinsekvenser og tredimensjonale proteinstrukturer. Verktøyene som benyttes er de samme som benyttes av forskere verden over. Det vil være fokus på programvaren «PyMol» som benyttes til å visualisere og analysere proteinstrukturer. Studentene vil lære å identifisere funksjonelle områder i proteinstrukturer, samt å visualisere dette med gode, informative bilder og animasjoner. Øvingene er avgjørende for forståelsen av emnet, så det anbefales på det sterkeste at studentene deltar aktivt på disse.

Studentene skal lære hvordan man forbereder og presenterer teknisk og vitenskapelig informasjon. Til dette formålet vil det gjennomføres en semesteroppgave hvor studentene skal analysere en proteinsekvens de får utdelt på første protein-bioinformatikk-øving. Denne sekvensen skal de analysere med metodene de lærer under bioinformatikkøvingene. I tillegg til analysen av sekvensen skal studentene finne vitenskapelig litteratur som kan hjelpe dem til å forstå funksjonen av proteinet de analyserer. De vil lære seg å tenke kritisk og tolke aktuell forskningslitteratur.

Etter gjennomført og bestått KJB310 proteinkjemi skal kandidaten ha følgende læringsutbytte:

Kunnskap

• Dyp kunnskap om proteinenes byggesteiner og struktur.
• Forståelse for hvilken betydning proteiners struktur har for deres stabilitet og biologiske aktivitet, og hvordan de kan strukturbestemmes.
• Forstår bakgrunnen og bruksområdet for de vanligste bioinformatiske metoder som brukes til å studere proteiners struktur og funksjonalitet.
• Dyp kunnskap om ulike typer proteiner og deres biologiske funksjoner.
• God forståelse av hvordan proteiner har utviklet sine egenskaper gjennom evolusjon og hvordan nye egenskaper utvikles.
• Forstår hvordan proteiner oppnår sine tredimensjonale struktur (proteinfolding) og hva slags rolle proteiner spiller i ulike sykdommer.
• Forstår samspillet mellom proteiner (protein-protein interaksjoner), hvordan dette kan undersøkes og hvordan dette påvirker proteinfunksjon.
• Forstår hvordan enzymer katalyserer reaksjoner, hvordan slike reaksjoner kan måles og hvordan resultatene kan analyseres (enzymologi).
• Forstår og kan gjøre rede for hvordan man kan forbedre/ endre egenskapene til proteiner med metoder som "protein engineering" og "directed evolution".
• God oversikt og forståelse av hvilke eksperimentelle metoder som benyttes for å analysere både protein funksjon og struktur .
• Innsikt i hvilken betydning fagfeltet proteinkjemi/proteinvitenskap har hatt for samfunnet, hvordan det vil kunne prege sammfunnet i fremtiden, spesielt med tanke på aktuelle bærekraftsmål.

Ferdigheter

En student som har gjennomført og bestått KJB310

• Kan finne funksjonell informasjon om en proteinsekvens ved bruk av bioinformatiske metoder.
• Kan utlede funksjonell informasjon om et protein ved analyse av proteinets tredimensjonale struktur.
• Kan lage gode og informative figurer av proteinstrukturer og sekvenssammenstillinger
• Kan skrive en illustrert vitenskaplig tekst ELLER lage en digital historie om et oppgitt tema innen proteinkjemi.
• Kan lese, forstå og kritisk vurdere vitenskapelige artikler innen fagfeltet.

Generell kompetanse

Når man har gjennomført og bestått KJB310 Proteinkjemi

• Har man tilegnet seg dybdeforståelse av hvordan proteiner fungerer og kan reflektere rundt blant annet
  • hvordan proteiner påvirker alle former av liv
  • hvordan proteiners funksjon har utviklet seg
  • hvordan man kan utvikle og bruke proteiner til samfunnstjenlige formål
  • hvilke roller proteiner spiller i sykdom.
• Har man utviklet en dømmekraft for kritisk tolkning av vitenskapelige artikler publisert innen fagfeltet.
• Er man bevisst fallgruvene innen bioinformatiske analyser av proteinsekvenser.
• Kan man bidra konstruktivt og kreativt i faglige diskusjoner, møter o.l. innen proteinkjemi.
• Kjennskap til bruk av digitale verktøy for formidling av vitenskapelig informasjon.