Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Protein MühendisliğiMBG406235300
ÖnkoşullarYok
YarıyılBahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüSeçmeli @ Moleküler Biyoloji ve Genetik Lisans Programı
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimMoleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü
Dersin KoordinatörüEmel Ordu
Dersi Veren(ler)Emel Ordu
Asistan(lar)ı
Dersin AmacıBu dersin amacı proteinlerin yapılarını ve fonksiyonlarını anlayarak onları daha verimli, dayanıklı veya işlevsel hale getirecek şekilde tasarlama ve değiştirme bilgi/becerisi kazandırmaktır. Ders aynı zamanda endüstriyel, biyoteknolojik ve medikal araştırma alanlarında enzim geliştirme, ilaç tasarımı, biyosensörler ve terapötik proteinler gibi örnekler üzerinden uygulamalı bir bakış açısı kazandırmayı amaçlamaktadır.
Dersin İçeriğiProtein 3- boyutlu yapısı, temel protein fonksiyonları, protein yapı, fonksiyon ve dayanıklılığının değiştirilmesine yönelik temel protein mühendisliği yaklaşımları; rasyonel dizayn, yönlendirilmiş evrim, yarı-rasyonel dizayn ve güncel araştırma örnekleri.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Nelson, D., Cox, M.M. 2021, Lehninger Principles of Biochemistry, W.H.Freeman & Co Ltd.
  • Bornscheuer, U.T., Höhne, M., 2018, Protein Engineering Methods and Protocols. Humana Press.
  • Zhao, H., 2021, Protein Engineering: Tools and Applications. Wiley-VCH.
  • Orry, AJW., Abagyan, R., 2012, Homology Modeling: Methods and Protocols.Humana Press.
  • Gillam, E., Copp, JN., Ackerley, D., 2014, Directed Evolution Library Creation, Methods and Protocols.Humana Press.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Protein yapısının genel özelliklerini, birincil, ikincil yapıları, üçüncül yapıları motifler, altünite ve domain gibi temel protein yapısı kavramlarını biraraya getirebileceklerdir.
  2. Protein mühendisliğinde Rasyonel Dizayn yaklaşımını ve bu yaklaşımda kullanılan tekniklerini anlayabileceklerdir.
  3. Protein mühendisliğinde Yönlendirilmiş Evrim yaklaşımını ve bu yaklaşımda kullanılan tekniklerini anlayabileceklerdir.
  4. Protein mühendisliği Yarı Rasyonel Dizayn yaklaşımını ve bu yaklaşımda kullanılan tekniklerini anlayabileceklerdir.
  5. Proteinler ile ilgili problemlerin çözümünde teorik protein mühendisliği yaklaşımları oluşturabileceklerdir.

Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi

DÖÇ-1DÖÇ-2DÖÇ-3DÖÇ-4DÖÇ-5

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Konu Anlatımı:Protein Yapısının Genel Özellikleri; Birincil yapı; amino asit yapısı ve amino asitlerin özellikleri1. Proteinleri oluşturan amino asitlerin yapı ve özelliklerinin gözden geçirilmesi Kaynak: Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 3.
2Konu Anlatımı:Protein Yapısının Genel Özellikleri; İkincil yapılar, düzenli ve düzensi ikincil yapıların özellikleri1. Proteinlerde birincil ve ikincil yapı özelliklerinin gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 4.
3Konu Anlatımı:Protein Yapısının Genel Özellikleri; Üçüncül ve dördüncül yapılar, motif, domain kavramları ve proteinlerin 3-boyutlu yapılarına göre sınıflandırılması Kısa Sınav 1: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Proteinlerde 3 boyutlu yapı özelliklerinin ve sınıflandırmanın gözden geçirilmesi. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 4. 2. Kısa Sınav 1 için ön hazırlık: 1 ve 2. hafta işlenen konuların tekrar edilmesi
4Konu Anlatımı:Protein Mühendisliği tanımının tartışılması. Farklı endüstriyel ve biyoteknoloji alanlarındaki öneminin örneklerle anlatılması, temel yaklaşımlarının sınıflandırılması1. Protein mühendisliği nedir? Protein mühendisliği ürünleri ve GDO ürün farkı nedir araştırılması. Kaynaklar: Ders Kitabı 2, 1-12., Bilimsel literatür
5Konu Anlatımı:Protein Mühendisliği yaklaşımı olarak Rasyonel Dizaynın temel prensipleri ve Rasyonel Dizayn teknikleri 1. Rasyonel dizaynın yaklaşımının temel tekniklerinin gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 3, 135-155., Ders Kitabı 2, 15-35, Bilimsel literatür
6Konu Anlatımı:Moleküler Modelleme ve Homoloji Modelleme Kısa Sınav 2: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Homoloji Modelemede temel presipleirn gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 4, 1-31, 55-82., Bilimsel literatür. 2. Kısa Sınav 2 için ön hazırlık: 4 ve 5. hafta işlenen konuların tekrar edilmesi
7Konu Anlatımı:Protein Mühendisliği yaklaşımı olarak Rasyonel Dizayn tekniklerinin uygulandığı endüstriyel ve biyoteknolojik örneklerin paylaşılması. Sınıf-içi Tartışma: Literatürdeki ve uygulamadaki örneklerin ve eksiklerin tartışılması1. Rasyonel Dizayn teknikleri uygulanarak geliştirilmiş protein örneklerinin incelenmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 3, Bölüm 9-10-11., Bilimsel litaratür
8Ara Sınav 1
9Konu Anlatımı: Potein Mühendisliği yaklaşımı olarak Yönlendirilmiş Evrimin temel prensipleri ve Yönlendirilmiş Evrimde rastgele mutasyon teknikleri; Error-Prone PCR, kimyasal mutasyon, UV-radrasyon Sınıf-içi Tartışma: Literatürdeki ve uygulamadaki örneklerin ve eksiklerin tartışılması1. Yönlendirilmiş evrim yaklaşımının temel tekniklerinin gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 3, 3-45., Bilimsel literatür
10Konu Anlatımı: Yönlendirilmiş Evrimde rekombinatif teknikler; DNA Shuffling, Family DNA Shuffling, RACHITT, ITCHY Sınıf-içi Tartışma: Literatürdeki ve uygulamadaki örneklerin ve eksiklerin tartışılması Kısa Sınav 3: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Yönlendirilmiş evrim yaklaşımının temel tekniklerinin gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 5, 1-44, Bilimsel literatür. 2. Kısa Sınav 3 için ön hazırlık: 7 ve 9. hafta işlenen konuların tekrar edilmesi
11Konu Anlatımı: Potein Mühendisliği yaklaşımı olarak Yarı Rasyonel Dizaynın temel prensipleri, Yarı Rasyonel Dizayn teknikleri, bölge doygunluk mutasyonu. Sınıf-içi Tartışma: 3 temel protein mühendisliği yaklaşımının güçlü ve zayıf yönlerinin tartışılması 1. Yarı-Rasyonel Dizayn tekniklerinin gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 5, 45-68, 83-101., Ders Kitabı 3, Bölüm 5., Bilimsel literatür
12Konu Anlatımı: Kütüphane tabanlı protein mühendisliği yaklaşımlarında hedefe yönelik mutantların elde edilmesinde seçme ve tarama yöntemleri Sınıf-içi Tartışma: Literatürdeki ve uygulamadaki örneklerin ve eksiklerin tartışılması Kısa Sınav 4: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Kütüphane tabanlı yaklaşımlarda hedef mutantın seçilmesine yönelik seçme ve tarama yöntemlerinin gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 2, 31-145, 89-333., Ders Kitabı 3, 189-333., Bilimsel literatür. 2. Kısa Sınav 4 için ön hazırlık: 10 ve 11. hafta işlenen konuların tekrar edilmesi
13Konu Anlatımı: De novo protein tasarımı ve protein mühendisliğinde yapay zeka tabanlı yaklaşımlar Sınıf-içi Tartışma: Literatürdeki ve uygulamadaki örneklerin ve eksiklerin tartışılması1. De novo protein tasarımında yapay zeka tabanlı yaklaşımların özellikle bilimsel litaratür taranarak gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 3, 177- 188., Bilimsel Literatür
14Konu Anlatımı: Protein stabilitesinin önemi ve geliştirilmesinde kullanılan protein mühendisliği metodları Sınıf-içi Tartışma: Literatürdeki ve uygulamadaki örneklerin ve eksiklerin tartışılması Kısa Sınav 5: Ders sonunda, derste işlenen konuları içeren bir kısa sınavın yapılması 1. Protein stabilitesi ile ilgili tekniklerin ve literatür çalışmalarının gözden geçirilmesi. Kaynaklar: Ders Kitabı 2, 69-87, Ders Kitabı 3,120, 230, 248, Bilimsel literatür. 2. Kısa Sınav 5 için ön hazırlık: işlenen tüm konuların tekrar edilmesi
15Konu Anlatımı: Yeni bir ilaç keşfi, endüstriyel enzimler, biyoyakıtlar, tarım biyoteknolojisi ve çevre biyoteknolojisi uygulamalarında örnek protenlerin protein mühendisliği yöntemleri ile geliştirilmesi. Sınıf-içi Tartışma: Etik, biyogüvenlik ve gelecekteki perspektiflerin tartışılması1. Öğrenilen tüm konularla ilgili bilimsel literatürün taranması. Kaynak 1) Bilimsel literatür
16Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği515
Ödev115
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması143
Derse Özgü Staj
Ödev110
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği51
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)110
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)130
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok