Synthesis and Analysis of Biologics 3900-BT1-6

obowiązkowe

w sali

Chemia ogólna i organiczna stanowią istotny element przedmiotu, dlatego podstawowa wiedza z tego zakresu jest wymagana. Od studentów zapisujących się na przedmiot oczekuje się podstawowej wiedzy z zakresu nauk biologicznych oraz doświadczenia w pracy laboratoryjnej, najlepiej w obszarze chemii lub biologii molekularnej. Przydatna będzie również podstawowa znajomość biochemii oraz umiejętność czytania i interpretowania oryginalnych publikacji naukowych.

Wiedza – student zna i rozumie:

1. podstawowe strategie stosowane w syntezie modyfikowanych nukleotydów, analogów kapu mRNA oraz modyfikowanych oligonukleotydów;
2. zasady syntezy w roztworze i na fazie stałej w kontekście chemii nukleotydów i oligonukleotydów;
3. rolę grup ochronnych oraz aktywowanych bloków budulcowych w syntezie oligonukleotydów;
4. zasady automatycznej syntezy oligonukleotydów na fazie stałej;
5. główne techniki oczyszczania biomolekuł, w tym chromatografię jonowymienną, chromatografię w odwróconym układzie faz oraz preparatywną HPLC;
6. zastosowanie i ograniczenia metod analitycznych wykorzystywanych do charakterystyki nukleotydów i oligonukleotydów, w tym HPLC, NMR i MS;
7. podstawowe zasady postsyntetycznej modyfikacji oligonukleotydów z wykorzystaniem reakcji biokoniugacji.

Umiejętności – student potrafi:

1. przeprowadzać wybrane wieloetapowe procedury syntezy pochodnych nukleotydów i związków opartych na oligonukleotydach;
2. bezpiecznie pracować z rozpuszczalnikami organicznymi, odczynnikami wrażliwymi na wilgoć, barwnikami fluorescencyjnymi oraz układami chromatograficznymi;
3. monitorować przebieg reakcji z wykorzystaniem TLC i HPLC;
4. dobierać i stosować odpowiednie techniki oczyszczania produktów pośrednich, produktów końcowych i modyfikowanych oligonukleotydów;
5. przygotowywać próbki do analiz NMR, MS i HPLC;
6. interpretować podstawowe dane analityczne w celu potwierdzenia tożsamości produktu i oceny jego czystości;
7. identyfikować typowe problemy występujące podczas syntezy i oczyszczania, takie jak niepełna konwersja, degradacja produktu, niska wydajność odzysku lub niewystarczająca czystość;
8. przygotowywać szczegółowe sprawozdania laboratoryjne zawierające opis procedur eksperymentalnych, dane analityczne oraz omówienie wyników.

Kompetencje społeczne – student jest gotów do:

1. planowania i organizowania pracy laboratoryjnej w ramach wieloetapowego projektu syntetycznego;
2. efektywnej i bezpiecznej pracy w zespole laboratoryjnym;
3. krytycznej analizy i dyskusji wyników eksperymentalnych oraz odnoszenia ich do zastosowanej strategii syntezy;
4. przedstawiania wyników pracy laboratoryjnej w jasny i uporządkowany sposób podczas seminarium grupowego;
5. krytycznej oceny wiarygodności danych analitycznych potwierdzających tożsamość i jakość otrzymanych związków.

Egzamin ma formę testu wielokrotnego wyboru obejmującego materiał przedstawiony podczas wykładów. Trwa maksymalnie 90 minut i składa się z maksymalnie 30 pytań lub zadań, z których każde jest punktowane indywidualnie. Maksymalna liczba punktów możliwych do uzyskania wynosi 100.

Ocena końcowa jest ustalana na podstawie procentowej liczby punktów uzyskanych w stosunku do maksymalnej liczby punktów:

do 50% – niedostateczny (2,0)
51–60% – dostateczny (3,0)
61–70% – dostateczny plus (3,5)
71–80% – dobry (4,0)
81–90% – dobry plus (4,5)
91–100% – bardzo dobry (5,0)

Do zaliczenia egzaminu wymagane jest uzyskanie co najmniej 51% maksymalnej liczby punktów.

Dopuszczalne są maksymalnie dwie nieobecności. W przypadku wieloetapowych eksperymentów prowadzonych w parach, aby możliwa była kontynuacja pracy, wymagana jest obecność co najmniej jednej osoby z pary.

Modyfikacja fosforoamidytów i synteza analogów kapu:

Kamil Ziemkiewicz, Marcin Warminski, Radoslaw Wojcik, Joanna Kowalska, Jacek Jemielity; Quick Access to Nucleobase-Modified Phosphoramidites for the Synthesis of Oligoribonucleotides Containing Post-Transcriptional Modifications and Epitranscriptomic Marks. Journal of Organic Chemistry, 5 August 2022; 87(15): 10333–10348. https://doi.org/10.1021/acs.joc.2c01390

Marcin Warminski et al.; Trinucleotide mRNA Cap Analogue N6-Benzylated at the Site of Posttranscriptional m6Am Mark Facilitates mRNA Purification and Confers Superior Translational Properties In Vitro and In Vivo. Journal of the American Chemical Society, 27 March 2024; 146(12): 8149–8163. https://doi.org/10.1021/jacs.3c12629

Synteza na fazie stałej i chemia kwasów nukleinowych:

The Nucleic Acids Book, rozdział 5:
https://atdbio.com/nucleic-acids-book

Reakcje biokoniugacji:

Hermanson, G. (2013). Bioconjugate Techniques, 3rd Edition, 1–1146. DOI: 10.1016/B978-0-12-382239-0.00005-4.