PD:Biocatàlisi i Tecnologia Enzimàtica

Pla docent de l'assignatura

Tanca

Dades generals

Nom de l'assignatura: Biocatàlisi i Tecnologia Enzimàtica

Codi de l'assignatura: 569703

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Santiago Imperial Rodenas

Departament: Departament de Bioquímica i Biomedicina Molecular

crèdits: 5

Programa únic: S

Hores estimades de dedicació

Hores totals 125

Activitats presencials i/o no presencials

- Teoria	Presencial	30
- Tutorització per grups	Presencial	3
- Exercicis pràctics	Presencial	1.5
- Seminari	Presencial	7.5

Treball tutelat/dirigit

Aprenentatge autònom

Competències que es desenvolupen

En acabar el programa s’espera que l’alumnat hagi adquirit competències suficients com per ser capaç de dissenyar nous biocatalitzadors, millorar les seves propietats i desenvolupar processos d’utilització d’enzims tant per aplicacions industrials com per a la realització de biotransformacions i l’obtenció de productes bioactius.

Objectius d'aprenentatge

Referits a coneixements

Justificació de l’ assignatura

Un ensenyament de postgrau en Biotecnologia ha de proporcionar, a més d’uns coneixements específics en Biologia, Química i Enginyeria de processos, una visió fonamental de la tecnologia enzimàtica i la biocatàlisi aplicada. Donat que la producció biotecnològica de nombrosos materials i productes d’ús quotidià es realitza a través de processos enzimàtics, el programa de l’assignatura es basa tant en el coneixement general dels enzims com a biocatalitzadors (activitat, propietats cinètiques, estabilitat) com en la seva aplicació. En conseqüència, es contempla també l’estudi dels sistemes de producció, millora i immobilització d’enzims i de cèl·lules amb l’objectiu d’incrementar l’eficàcia dels processos de producció en els que s’utilitzen, dels quals se’n donaran nombrosos exemples.

L’objectiu de l’assignatura consisteix en proporcionar un coneixement sòlid en aspectes especialitzats de la tecnologia enzimàtica i dels processos de biocatàlisi, que capaciti l’estudiant pel desenvolupament de la seva activitat professional. Per aconseguir-ho es farà especial èmfasi en la integració dels coneixements de les ciències de la vida i els aspectes fisico-químics de la catàlisi, tot emmarcant la tecnologia enzimàtica en els processos de producció biotecnològica.

En la mesura que sigui possible s’incorporarà la perspectiva de gènere en el temari de l’assignatura.

Blocs temàtics

1. Biocatàlisi

*
Tema 1. Concepte de biocatalitzador. Propietats i classificació dels enzims. Principis de la catàlisi. Cinètica enzimàtica. Equació de Michaelis-Menten. Significat dels paràmetres cinètics. Cofactors. lnhibició de la catàlisi enzimàtica. Tipus d’ inhibidors. Efecte del pH , la pressió i la temperatura sobre la reacció enzimàtica. Reaccions en condicions extremes. Reaccions en solvents orgànics.

2. Millora d’enzims

* Tema 2. Estratègies per a la modificació dels enzims. Mètodes de modificació. Mutagènesi. Evolució dirigida. Selecció del substrat. Redisseny d’enzims dirigit a modificar la termoestabilitat, l’activitat i l’estabilitat. Disseny i síntesi de nous biocatalitzadors.

3. Obtenció, Producció i Purificació d’enzims

* Tema 3. Obtenció i caracterització dels enzims. Fonts d’obtenció. Selecció i "screening" de l’activitat enzimàtica. Processos de producció. Tècniques per a l’extracció i la purificació d’enzims. Mètodes de determinació de l’activitat enzimàtica.

4. Immobilització de Biocatalitzadors

*
Tema 4. Avantatges de la immobilització de biocatalitzadors. Mètodes d’immobilització per unió a suports. Mètodes d’atrapament: microencapsulació. Propietats dels biocatalitzadors immobilitzats: especificitat de substrat. Alteració dels paràmetres cinètics: efecte del repartiment i la difusió limitada de substrat. Efecte de la immobilització sobre les cèl·lules. Regeneració de coenzims. Aplicacions industrials

5. Enzims per a la biocatàlisi aplicada

*

Tema 5. Enzims que actuen sobre carbohidrats. Tipus, origen, mecanismes d’acció i aplicacions.

Tema 6. Enzims per a la modificació enzimàtica dels greixos. Tipus, origen, mecanismes d’acció i aplicacions.

Tema 7. Ligases. Aldolases. Processos mitjançats per acetilCoA. Reaccions radicalàries mitjançades per la vitamina B12. Liases.

Tema 8. Proteases. Tipus, origen, mecanismes d’acció i aplicacions.

Tema 9. Oxidoreductases. Tipus, origen, mecanismes d’acció i aplicacions. Monooxigenases. Halogenases i dehalogenases.

.

Metodologia i activitats formatives

Metodologia i activitats formatives

Activitats presencials

Classes teòriques (30 h): 20 sessions de classes magistrals de 90 min on s’impartiran els temes detallats en el programa. Els recursos emprats seran els habituals : presentacions en ordinador, vídeos, pissarra etc... El material electrònic utilitzat es diposita al Campus Virtual de l’assignatura perquè el pugui usar l’alumnat. El professorat dinamitzarà el grup per tal de fomentar la anàlisis crítica i la discussió dels continguts.
Assistència a seminaris i conferències relacionades amb la temàtica (7.5 h)
Avaluació presencial (1,5 hores). Temps destinat a la prova de síntesi d’acord amb el procediment d’avaluació establert.
Tutories (3 hores): seguiment continuat del grau d’adquisició de competències de l’alumnat durant el període lectiu.

Treball no presencial

1-Treball tutelat dirigit (23 h):

Lectura i comprensió d’articles d’investigació relacionats amb els continguts de l’assignatura. Assistència a seminaris i conferències relacionades amb la temàtica.
Preparació i presentació d’un resum dels seminaris impartits per visitants experts

2- Estudi individual (60h): dedicació a l’estudi de l’estudiant

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

Criteris d’avaluació

Avaluació continuada i seguiment del progrés de l’alumnat a través de tutories. Es valorarà l’assimilació i comprensió dels continguts de l’assignatura així com l’adquisició de criteris relacionats amb els mateixos, la participació en seminaris i en activitats relacionades amb la temàtica de l’assignatura.

En cas que l’estudiant sol·liciti una avaluació única en substitució de l’avaluació continuada, ho ha de fer mitjançant un document únic, signat per ell i pel professorat. Aquesta sol·licitud es fa durant el període fixat per la Facultat i és definitiva i irreversible. Tot i que l’estudiant s’aculli a avaluació única, el professorat li pot exigir que faci activitats presencials.

Procediments de l’avaluació

De cara a la qualificació, el professorat de l’assignatura te en compte:

                ·   Assistència i participació a sessions presencials (20 %)

                ·   Resum dels Seminaris (30%)

                ·   Prova escrita global amb 10 preguntes curtes (50 %).