Μαθησιακά Αποτελέσματα
Οι φοιτητές στα πλαίσια του μαθήματος μπορούν να διευρύνουν περαιτέρω το υπόβαθρο στις γνώσεις τους επάνω στην Βιοτεχνολογία με την ενασχόλησή τους με μικροοργανισμόυς, γενετική μηχανική, ένζυμα, βιοδιαχωρισμούς. Η γνώση αυτών κρίνεται αναγκαία για ένα Χημικό Μηχανικό αφού οι εφαρμογές αυτών τόσο στην κλασσική Χημική Βιομηχανία όσο και στη σύγχρονη Βιοχημική Μηχανική καιΒιοϊαττρική κρίνεται απαραίτητη.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Εισαγωγή –ιστορική αναδρομή. Γενικά για το κύτταρο: Προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα. Μορφολογία. Χημικά συστατικά κυττάρων. Μικροοργανισμοί: Ταξινόμηση. Καλλιέργειες κυττάρων και θρεπτικά μέσα. Ζωικές, φυτικές και μικροβιακές καλλιέργειες κυττάρων. Κινητική ανάπτυξης κυττάρων. Μέθοδοι μέτρησης της κυτταρικής αύξησης. Ένζυμα: Γενικά. Κινητική ενζυμικών αντιδράσεων. Υπόθεση Michaelis-Menten. Υπόθεση Briggs-Haldane. Προσδιορισμός των παραμέτρων της εξίσωσης Michaelis-Menten. Επίδραση του pH και της θερμοκρασίας στην κινητική ενζυμικών αντιδράσεων. Αναστολή ενζυμικών αντιδράσεων. Αντιστρεπτή αναστολή. Συναγωνιστική και μη συναγωνιστική αναστολή-Εξισώσεις. Εφαρμογές. Καθηλωμένα ένζυμα. Τεχνικές καθήλωσης. Εφαρμογές καθηλωμένων ενζύμων στη βιομηχανία. Παραγωγή L-αμινοξέων με καθηλωμένη α- αμινοακυλάση. Υδρόλυση λακτόζης με β-γαλακτοσιδάση. Παραγωγή ημισυνθετικών πενικιλινών. Τύποι καθηλωμένων ενζύμων που κυκλοφορούν στο εμπόριο. Αποστείρωση: Μέθοδοι αποστείρωσης. Θέρμανση, χημικά αντιδραστήρια, μηχανικά μέσα, υπέρηχοι. Αποστείρωση με θέρμανση. Συνεχής και ασυνεχής αποστείρωση. Γενετική μηχανική: Αρχές, μέθοδοι. Εφαρμογές. Βιοσύνθεση πρωτεϊνών, Αναδιπλασιασμός DNA. Ανασυνδυασμός DNA. Κλωνοποίηση. Εφαρμογές Γενετικής Μηχανικής. Βιοαντιδραστήρες: Γενικοί τύποι βιοαντιδραστήρων. Παραγωγικότητα και σχεδιασμός βιοαντιδραστήρων. Παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία ενός βιοαντιδραστήρα. Βιοδιαχωρισμοί ή κάθετες διεργασίες. Γενικά. Προκατεργασία βιολογικού πολτού. Διαχωρισμός υγρού – στερεού. Διήθηση. Φυγοκέντρηση. Λύση κυττάρων. Παραλαβή προϊόντων. Εκχύλιση. Προσρόφηση, Απομόνωση προϊόντων. Κατακρήμνιση. Ηλεκτροφόρηση. Χρωματογραφικές μέθοδοι: ιοντοανταλλαγής, συγγένειας, πηκτής. Υπερδιήθηση με μεμβράνες. Παραδείγματα: (Σύνθεση και τροποποίηση πολυμερών. Πρωτεΐνες και πολυπεπτίδια. Ολιγο- και πολυσακχαρίτες. Ενζυμική αποικοδόμηση του αμύλου. Πρωτεΐνες μονοκυττάρων. Βιοχημικά ηλεκτρόδια. Σταθεροποίηση πρωτεϊνών).
Λέξεις Κλειδιά
Ένζυμα, Μικροοργανισμοί, Γενετική Μηχανική, Βιοδιαχωρισμοί
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. Biochemical Engineering and Biotechnology
Ghasem Najafpour
Elsevier Science 2006
2. Future Trends in Biotechnology
Chikara Furusawa, Takaaki Horinouchi, Takashi Hirasawa (auth.), Jian-Jiang Zhong
(eds.)
Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology 131
Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013