Medicinska kemija

Cilj predmeta je naučiti studente  o biomolekulama u ljudskom tijelu i osnovnim pravilima i mehanizmima
biokemijskih događaja koji čine osnovu za razumijevanje životnih  procesa  zdravog  i bolesnog stanja organizma.

Uvod:biokemija,molekularne osnove života,građa atoma,kemijske veze,međumolekularne  sile.
Voda:struktura,karakteristike,H-vaza,hidrofobne interakcije,voda kao otapalo,voda kao reagens.
Otopine:otapanje plinova u vodi(Henryev zakon),koligativne karakteristike otopina(Raoultov zakon,snižavanje točke smrzavanja,povećanje točke vrelišta,osmotski tlak),osmotske pojave u stanici(toničnost,Donnanova ravnoteža,pasivni transport-Fickov zakon).
pH:ionizacija vode ,Kᵥᵥ , pH,slabi i jaki elektroliti,kiseline i lužine(titracijske krivulje,Kₐ,Kb,pKₐ,pKb),puferi(Henderson-Hasselbalchova jednadžba),puferski sustavi u organizmu,biološki značaj pH.
Termodinamika:zakoni termodinamike,termodinamske funkcije,standardno stanje,kemijski potencijal,spontani i nespontani procesi.
Kemijska ravnoteža:kemijski,kinetički i termodinamski aspekt kemijske ravnoteže,utjecaj koncentracije pH i temperature na kemijsku ravnotežu;produkt topljivosti;složene reakcije,uloga ATP pri složenim procesima,aktivni transport.
Oksidoredukcija:definicije,kvantitivna karakterizacija redoks reakcija(Nernstova jednadžba);redoks potencijal i reakcijska jednostavna entalpija;fotosinteza i respiracija u redoks sistemu stanice.
Brzina kemijske reakcije:definicije,redosljed i molekularnost reakcija;brzina kemijske reakcije i ravnoteža(energijski profil reakcije);utjecaj koncentracije,pH,ionske snage i temperature na brzinu reakcije;kataliza.
Molekularne osnove života:biološko značajni elementi,ioni i biomolekule.
Ugljikov atom:elektronska konfiguracija,rezonanca,sterične osobine.Veza između ugljikovih atoma i između ugljika i drugih elemenata.
Organske biomolekule:izometrija;međusobni utjecaj funkcionalnih skupina(induktivni i rezonantni efekat);kratak pregled organskih spojeva po funkcionalnim skupinama i biokemijskom značaju.
Ugljikohidrati:kemija šećera;monosaharidi;disaharidi;polisaharidi-homoglikani i heteroglikani;enzimska razgradnja glikozidnih veza;detoksifikacija organskih spojeva u organizmu;jednostavni i soženi polisaharidi;glikoproteini;stanična stjenka bakterije;površina stanice-karakteristike membrane;krvne grupe.
Lipidi-jednostavni i složeni:masne kiseline,triacilgliceroli,sfingolipidi;lipoproteini,liposomi;biološke membrane-struktura i funkcije;prostaglandini i terpeni.Steroidi:opće značajke,klasifikacija,kemija steroida,izometrija steroida,steroli,žučne kiseline;steroidni hormoni-klasifikacija,struktura i osobine;osnove djelovanja hormona na molekularnom nivou.Nukleotidi:purinske i pirimidinske baze,nukleozidi i nukleotidi-struktura i nomenklatura.Nukleotidi i njihova uloga pri prijenosu energije;ciklički nukleotidi kao sekundarni glasnici,nukleotidi kao graditelji nukleinskih kiselina.
Nukleinske kiseline:vrste nukleinskih kiselina,struktura i biološka uloga;defincija i strukturne osobine gena;osnove replikacije,transkripcije i translacije;mutacije;građa ljudskog genoma,projekt ljudskog genoma,genomika,proteomika,razumjevanje uzroka i posljedica genskih bolesti na molekularnoj razini.
Vitamini:klasifikacija vitamina;vitamini(tiamin,riboflavin,nikotinska kiselina,folna kiselina,vitamin C,kobalamin,struktura i biološka uloga),koenzimi i prostetične skupine;vitamini(vitamini A,D,E,K,struktura i biološka uloga).
Aminokiseline:struktura,osobine,nomenklatura;izoelektrična i izoionska točka;analiza aminokiselina.
Peptidi:biološki aktivni peptidi;biogeni amini;strukturne osnove djelovanja peptidnih hormona i biogenih amina.
Bjelančevine:opća građa i osobine;podjela po funkciji(enzimi,transportne,rezervne,kontraktilne,strukturne,ombrambene i regulacijske bjelančevine);podjela po strukturi(fibrilarne i globularne bjelančevine).Struktura  bjelančevina :primarna struktura-sekvenca;sekundarna struktura(α-heliks,β-struktura);tercijarna i kvartarna struktura;konformacija i konformacijska promjena.Fibrilarnr bjelančevine: α-keratin,kolagen i elastin-struktura i funkcija.Monomerna i oligomerna struktura bjelančevina:mioglobin i hemoglobin.Kontraktilne bjelančevine:mišične kontraktivne bjelančevine(miozin,aktin,troponin i tropomiozin);kontrakcija prugastih i glatkih mišića;nemišićne  kontraktilne bjelančevine(kinezin i dinein).Membranske bjelančevine:u membrani eritrocita(glikoforin,spektrin,transportna bjelančevina za anione);Na⁺/K⁺-ATPaza;G-proteini(struktura i uloga pri djelovanju hormona);inzulinski receptor;rodopsin(vidni ciklus).Enzimi:osnovne značajke;kinetika enzima(kinetika po Michaelisu i Mentenovi,višesupstratna kinetika,kooperativnost,inhibicija i aktivacija);mehanizmi enzimskih reakcija;regulacija enzimske aktivnosti(alosterična modulacija,kovalentna  modifikacija(glikogen fosforilaza),regulacija preko proteolitičnih enzima(tripsin);klasifikacija i nomenklatura enzima.Druge bjelančevine:apoproteini plazmatskih  lipoproteina;imunoglobulini(struktura i molekularna osnova imunog odgovora).
Zaključak:funkcionalna povezanost-od biomolekule do kompleksnih staničnih struktura.

Obavezna literatura:

1. Sikirica M. Stehiometrija. Zagreb: Školska knjiga; 2001.
2. Atkins PW, Clugston MJ. Načela fizikalne kemije. Zagreb: Školska knjiga; 1992. 
3. Kirigin M. Organska kemija. Rijeka: Sveučilište u Rijeci, Medicinski fakultet; 1996. 
4. Burger N. Zbirka zadataka iz kemije. Zagreb: Medicinska naklada; 2008. 
5. Murray RK. Harperova ilustrirana biokemija. 28. izd. Zagreb: Medicinska naklada; 2011. 
6. Glavaš-Obrovac Lj i sur. Interni priručnik za seminare i vježbe iz Medicinske kemije i biokemije 1. Osijek: Medicinski fakultet Osijek; 2014.
    

Dopunska literatura:

1. Silberberg MS. Chemistry, The molecular narure of matter and change. 3. Izd. McGraw Hill; 2003.
2. Karlson P. Biokemija za studente kemije i medicine. Zagreb: Školska knjiga; 1993.
3. Stryer L. Biokemija. 2. izd. Zagreb: Školska knjiga; 1991.
4. Hankonyi V, Ondrušek V. Izabrana poglavlja fizikalne kemije. Zagreb: Medicinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu; 1990.
5. Karas-Gašparec V, Pinter T, Hankonyi V. Praktikum kemije za studente medicine. Zagreb: Školska knjiga; 1991. 
    

Nositelj: izv. prof. dr. sc. Berislav Marković

Vanjski suradnici:

• Jelena Brdarić, mag. educ. chem., asistent,
• Nikolina Filipović, mag. educ. chem., asistent.