Nanogestructureerde bio-macromoleculen (B-KUL-H05L2A)

6 studiepuntenNederlands36 urenEerste semester
Mizuno Hideaki (coördinator) |  N.
POC Nanowetenschappen en nanotechnologie

Het begrijpen en kunnen uitleggen, op basis van fysicochemische principes, van de bouw, de stabiliteit, het opvouwen en de conformationele dynamica van polymeren en biopolymeren, en hun toepassing in biologische/artificiele "devices". Het kunnen interpreteren van de resulaten van experimenten en computersimulaties in deze context. Het kunnen beoordelen van biomimetische "devices".

De student leert polymeren en biopolymeren kennen en het gebruik ervan in mogelijke biomoleculaire "devices".
De student kan met eigen woorden de volgende basis-theoretische begrippen uitleggen: conformationele eigenschappen van individuele polymeer moleculen, thermodynamische en moleculaire principes van mengbaarheid van homopolymeren en mengsels van polymeren. Hij/zij kan deze principes toepassen in oefeningen ivm nanostructuren van synthetische block coplymeren en het voorkomen van lamellaire, hexagonale en kubische fazen in nanostructuren.
De student kan structuurmodellen van biologische moleculen interpreteren, kent de principes van folding, stabiliteit, self-assembly, en dynamica van polymeren en biopolymeren en kent de beperkingen van biomaterialen in (nano)technologische toepassingen.
De student begrijpt het ontwerpen van nieuwe materialen met biologische componenten en biomimetica.
Hij/zij kent de methoden om self-assemblerende systemen te bestuderen, kent de werking van moleculaire motoren en het gebruik van energierijke moleculen.
 

De student moet beschikken over de kennis zoals opgenomen in de syllabi van de schakelvakken H06F6A Structure synthesis and cellular function of macromolecules; H09M2A  Atomtheory, chemical periodicity and chemical bond.
Basis kennis van fysica, mathematica, chemie en biochemie, moleculaire architectuur, thermodynamische principes (toestandsfuncties en faseovergangen).  Kennis van de bouw van proteinen zoals beschreven in handboeken als bijv. Introduction to Protein Structure (2nd edition) by Carl-Ivar Branden & John Tooze, Garland Publishing, 1999. ISBN 0-8153-2305-0.
 


Dit opleidingsonderdeel is een voorwaarde voor het opnemen van volgende opleidingsonderdelen:
H06L6B : Project Work Nanoscience (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
H0P61A : P&O Nanoscience, Nanotechnology and Nanoengineering
H0P62A : Projectwerk nanowetenschappen, nanotechnologie en nanoengineering

Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
H06D3A : Nanostructured Bio-Macromolecules

Onderwijsleeractiviteiten

4.5 sp. Nanogestructureerde bio-macromoleculen: hoorcollege (B-KUL-H05L2a)

4.5 studiepuntenNederlandsWerkvorm: OpdrachtEerste semester
N.
POC Nanowetenschappen en nanotechnologie

A. Biologische self-assembly en biomaterialen

1. Wat is self assembly? Assemblage van individuele ketens (folding), assembly van meerdere moleculen (de pakking motor van bacteriofagen), belang van niet-covalente interacties en water.

2. Biomaterialen, ontstaan door self-assembly,  met mogelijkheden voor directe toepassing, verdere functionalizatie, of als inspiratie bron voor synthetische materialen.

3. De mogelijkheden van koolhydraten (bv in biosensoren) en proteine-koolhydraatinteracties (bv in biomineralisatie).

4. Biofysische technieken gebruikt in deze context.

 

B. Dynamica en functie van macromoleculen in intacte cellen

1. Functie, structuren en dynamiek van cytoskeletten zoals actine en microtubuli.

2. Moleculaire motoren voor transport van vesikels en spiercontractie

3. Hoe krijgt fluorescent proteïnen fluorescentie, en hoe kunnen we de fluorescent proteïnen gebruiken?

 

Nota's op toledo
Collectie van papers (pdf's) op toledo

Er zijn geen hoorcolleges. De studenten wordt gevraagd om zich via begeleide zelfstudie de cursusleerstof eigen te maken. Daarbij is er wel begeleiding voorzien.

1.5 sp. Nanogestructureerde bio-macromoleculen: oefeningen en presentatie (B-KUL-H05L3a)

1.5 studiepuntenNederlandsWerkvorm: Opdracht36 urenEerste semester
N.
POC Nanowetenschappen en nanotechnologie

Het doel van de oefeningen is het ontwikkelen van de vaardigheden om experimentele data te interpreteren en theoretische begrippen te leren toepassen.
Het doel van de presentatie-opdracht is het leren verzamelen van informatie omtrent een verwant onderwerp, naar eigen keuze, het intergreren van deze informatie in een synthese, het communiceren ervan, via een power point presentatie, aan de medestudenten en de docenten, en een discussie te leren voeren omtrent het onderwerp.

Het studiemateriaal bestaat uit een 4-tal recente papers rond een actueel onderwerp gerelateerd aan de cursus, en wordt door de studenten zelf verzameld.

Informatie verzamelen, synthetiseren, presenteren.

Evaluatieactiviteiten

Evaluatie: Nanogestructureerde bio-macromoleculen (B-KUL-H25L2a)

Type : Partiële of permanente evaluatie met examen tijdens de examenperiode
Evaluatievorm : Schriftelijk, Presentatie


Beoordeling van de presentatie en daaropvolgende discussie.
Schriftelijk examen. Actieve deelname aan de presentatie(s) is een voorwaarde om deel te nemen aan het schriftelijk examen.