Šifra predmeta:
257B2		 Naziv predmeta:
Viši kurs strukturnih instrumentalnih metoda

Školska godina:

2024/2025.

Uslovi pohađanja:

Nema uslova

ESPB:

6

Vrsta studija:

master akademske studije

Studijski program:

Biohemija: 1. godina, zimski semestar, izborni (E51B2), teorijsko-metodološki predmet

Nastavnik:

dr Ljubodrag V. Vujisić
vanredni profesor, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

Saradnici:

dr Gordana B. Krstić
docent, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

dr Ivana V. Sofrenić
docent, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

Fond časova:

Nedeljno: dva časa predavanja + dva časa laboratorijskih vežbi (2+0+2)

Ciljevi:

Upoznati studente sa najsavremenijim instrumentalnim metodama koje su od značaja za biohemiju:

IR spektroskopija, ATR i IR imidžing uzoraka biološkog porekla (Određivanje sekundarne strukture proteina kao i protein-protein i protein-ligand interakcija. Profilisanje uzoraka komplikovanog matriksa, npr. propolis).

Višepulsne 1D, 2D, 3D i 4D NMR metode (Određivanje primarne, sekundarne i tercijarne strukture proteina, protein-ligand skrinig. Profilisanje uzoraka komplikovanog matriksa, npr. krvi i urina. Medicinska dijagnostika).

Masena spektrometrija (MS), tandemna (MS/MS), višestepena spektrometrija masa (MSn) i MALDI imidžing u analizi uzoraka biološkog porekla (Određivanje strukture sekundarnih metabolita i biopolimera maseno-spektrometrijskim metodama. Profilisanje uzoraka komplikovanog matriksa, npr. uzorci tkiva).

Ishod:

Nakon završetka kursa studenti će biti obučeni za obradu snimljenih spektara i rešavanje struktura organskih jedinjenja primenom višepulsnih NMR eksperimenata i modernih metoda masene spektrometrije. Takođe, ovladaće načinima pripremanja i profilisanja bioloških uzoraka savremenim instrumentalnim tehnikama.

Oblici nastave:

Predavanja, laboratorijske vežbe, kolokvijumi, seminarski, domaći radovi.

Vannastavne aktivnosti:

Predavanja gostujućih predavača.

Literatura:

Osnovna literatura:

  1. Slobodan Milosavljević: Strukturne instrumentalne metode
  2. Vele Tešević: Osnove masene spektrometrije organskih jedinjenja
  3. Ernö Pretsch, Philippe Bühlmann and Martin Badertscher: Structure determination of organic compounds, Tables of Spectral Data
  4. L. D. Field, S. Sternhell, J. R. Kalman: Organic structures from spectra, fourth edition

Pomoćna literatura:

  • Aktuelni naučni radovi.

Dodatni materijal:

—

  Nastavne obaveze i način ocenjivanja

Predavanja:

0 poena (2 časa nedeljno)

Program rada:

1. NMR spektroskopija

  • Višepulsne 1D NMR metode (INEPT, APT, DEPT, NOE, merenje T1 i T2, STD - saturation transfer difference eksperimenti).
  • Dvodimenzionalne (2D) NMR metode (2DJ razložen NMR, COSY, TOCSY, HSQC, HMBC, NOESY, DOSY) i njihova primena za analizu biomolekula.
  • Trodimenzionalne (3D) i četvorodimenzionalne (4D) NMR metode i njihova primena za određivanje strukture biopolimera - proteina.
  • Detekcija 15N i 31P NMR spektara i njihova primena u biohemiji.
  • Protein-ligand skrining NMR spektroskopijom.
  • Profilisanje uzoraka komplikovanog matriksa (npr. krv i urin) NMR spektroskopijom.
  • Kombinacije tečne hromatografije sa NMR spektroskopijom (LC/NMR).

2. IR spektroskopija

  • Određivanje sekundarne strukture proteina i dekonvolucija spektara.
  • Određivanje protein-protein i protein-ligand interakcija primenom IR spektroskopije.
  • IR imidžing uzoraka biološkog porekla.

3. Visokoefikasna tankoslojna hromatografija (HPTLC) u određivanju mikrobiološke aktivnosti - bioautografija

4. Masena spektrometrija

  • Jonski izvori (EI, CI, FAB, SIMS, DART, MALDI, SELDI, ESI, APCI, APPI, CID/CAD).
  • Razdvajanje jona - analizatori (jonska pokretljivost, B, E, Q, jonska zamka (ITD), TOF, ICR (MRMS), Orbitrap).
  • Tandemna spektrometrija masa (MS/MS ili MS2) i višestepena spektrometrija masa (MS/MS/MS..., MSn).
  • MS/MS eksperimenti kvalitativne i kvantitativne ciljane analize (MRM, SRM, daughter scan i neutral loss).
  • Određivanje strukture proteina MS/MS metodama.
  • MALDI imidžing u analizi uzoraka biološkog porekla.
  • Kombinacije tečne hromatografije sa masenom spektrometrijom (LC/MS, LC/MS/MS,LC/MSn).
  • Primena instrumentalnih metoda u analizi hemijskog oružja.

Laboratorijske vežbe:

10 poena (2 časa nedeljno)

Program rada:

  1. Određivanje strukture organskih jedinjenja na osnovu H,H-COSY, HETCOR, DEPT, 2DJ, H,H-NOESY NMR spektara.
  2. Određivanje strukture organskih jedinjenja i proteina pomoću MS, MS/MS and MSn metoda.
  3. Upoznavanje studenata sa postojećom opremom Hemijskog fakulteta (IR, GC, LC, HPTLC, MS, GC/MS, LC/MS, NMR); priprema uzoraka, snimanje spektara i njihova interpretacija.
  4. Rad u programima za snimanje spektara i obradu rezultata SPECTRAL, OMNIC, CHEMSTATION, COMPAS, TOPSPIN, MESTRE NOVA, SIMCA.
  5. Antioksidativna aktivnost (DPPH test) različitih proizvoda široke potrošnje.
  6. Primena HPTLC - Bioautografija.
  7. Metode za otkrivanje nedozvoljenih supstanci u dijetetskim suplementima.
  8. Snimanje FTIR spektara proteina i određivanje sekundarne strukture proteina.
  9. Snimanje STD NMR spektara - protein-ligand skrining.

Seminarski radovi:

20 poena

Kolokvijumi:

10 poena

Pismeni ispit:

20 poena

Usmeni ispit:

40 poena