Ферменты и микроорганизмы в нашей жизни

Клячко Наталья Львовна
Доктор химических наук, профессор химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова

Ле-Дейген Ирина Михайловна
Кандидат химических наук, доцент кафедры химической энзимологии химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова

Еремеев Николай Леонидович
Доктор химических наук, ведущий научный сотрудник кафедры химической энзимологии химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова

Цель курса - познакомить в увлекательной форме слушателей с основами науки о ферментах энзимологии и микробиологии. Курс формирует у слушателей научные основы восприятия многих процессов в технологии и реальной жизни. 

Занятия построены с применением элементов эдьюкеймента: в лекции встроены тестовые вопросы "на внимательность", интерактивные игры и квесты, возможность высказать свою гипотезу и проверить ее по ходу лекции. Предполагается интенсивная работа слушателей с преподавателями в рамках форума, проведения онлайн встреч и т.д. 

Ферменты и микроорганизмы работают на нужды человека с незапамятных времен. Сегодня практически невозможно представить сельское хозяйство и медицину без использования ферментов и микроорганизмов.

Фермент альфа-амилаза расщепляет крахмал, получаемая при этом глюкоза может сбраживаться дрожжами для производства пищевого спирта. Открытие пенициллина, получаемого путем микробиологического синтеза открыло эру антибиотиков и в сотни раз
снизило смертность от инфекционных заболеваний. Открытие инсулина и его производство с помощью рекомбинантных микроорганизмов уже много десятилетий спасает жизнь многим больным диабетом.
Наконец, современные биофармацевтические препараты и ферменты заместительной
терапии коренным образом изменили подходы к лечению многих заболеваний, еще недавно считавшихся неизлечимыми. Например, наследник Российского престола Царевич Алексей, живи он сегодня, практически ничем не отличался бы от своих сверстников по качеству жизни, получая препараты Факторов свертывания крови, как и большинство гемофиликов в наше время; Фредди Меркюри, вероятно, до сих пор возглавлял бы легендарный Queen, а Айзек Азимов мог бы создать свой третий «ФОНД» и до сих пор мог бы удивлять нас своими непревзойдёнными научно-фантастическими романами.

Благодаря каким достижениям науки это стало возможно; каковы основные тенденции развития мировой био-фарминдустрии – об этом вы узнаете в нашем курсе.

---

Формат

Раздел 1. Ферменты а нашем организме, в быту, в технологиях
1.Ферменты, их уникальное строение и свойства. Структура активных центров и механизмы действия ферментов.
2.Классификация ферментов. Примеры катализируемых ферментами реакций. Основные функциональные группы активных центров ферментов. Примеры.
3. Функционирование ферментов в нашем организме. Примеры.
4. Ферменты растительного происхождения. Ферменты бактериального происхождения. Сравнительные характеристики. Перспективы применения в медицине и косметике.
5.Примеры использования ферментных препаратов в промышленных крупнотоннажных процессах. 
6. Ферменты и космическая индустрия
Раздел 2. Ферментативный органический синтез
1. Липазы в промышленности. Реакции, катализируемые липазами (как наиболее широко применяемыми на практике ферментами) в водных и неводных средах; продукты, которые в результате получают (особое внимание к кинетическому разделению оптических изомеров).
2. бета-Лактамные антибиотики и бета-лактамазы. Классификация бета-лактамных антибиотиков, механизм защиты патогенов при помощи бета-лактамаз, возникновение резистентных штаммов в результате мутаций, методы определения мутаций генотипированием.
Раздел 3. Ферменты в медицине
1.Функционирование ферментов в нашем организме. Примеры ферментов, регуляторов метаболизма. Проблемы и перспективы применения ферментов в медицине. Три основных направления исследований в области медицинской энзимологии: энзимопатология, энзимодиагностика и энзимотерапия.
2.Применения новейших научных достижений энзимологии в диагностике и лечении сердечно-сосудистых, онкологических, нейродегенеративных, эндокринологических, инфекционных и других серьезных заболеваний.  Биофармацевтические препараты и ферменты  заместительной терапии. 
3. Ферменты- факторы свертывания крови. Нарушение свертывания крови. Ключевые ферментные блоки при Гемофилии и Тромбоэмболии. 
4. Ферменты, связанные с липидным обменом. Ожирение, атероскрелоз.  Синдром жировой эмболии. Энзимотерапия.
5.. Проблемы использования ферментов в медицине.  Нестабильность в физиологических условиях, иммуногенность. Конструирование биокаталитических систем с улучшенными биофармацевтическими свойствами.  Методы создания лекарств пролонгированного действия. Принципы создания систем адресной доставки лекарств. 
Раздел 4. Микроорганизмы в развитии цивилизаций
1.Первые сведения о взаимосвязи инфекционного заболевания и его возбудителя в средние века. Возможные пути передачи инфекции, плотность населения и вирулентность.
2.Роль эпидемий в становлении и падении Римской империи. Великая чума в Лондоне. Особенности распространения инфекционных заболеваний различной этиологии на континентах Земли.
3.Появление новых возбудителей в истории развития человечества.
4.Пандемии в 20 веке и демографические проблемы.
5.Прошлое и будущее вируса гриппа, «возвращение» туберкулеза.
6.Некоторые механизмы распространения устойчивости прокариот к антибиотикам. Перенаселенность и эволюция микроорганизмов
Итоговый контроль. Тестирование с функцией прокторинга.