Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Biocatąlisi i Tecnologia Enzimątica

Codi de l'assignatura: 569703

Curs acadčmic: 2021-2022

Coordinació: Santiago Imperial Rodenas

Departament: Departament de Bioquķmica i Biomedicina Molecular

crčdits: 5

Programa śnic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 125

 

Activitats presencials i/o no presencials

42

 

-  Teoria

Presencial

 

30

 

-  Tutorització per grups

Presencial

 

3

 

-  Exercicis prąctics

Presencial

 

1.5

 

-  Seminari

Presencial

 

7.5

Treball tutelat/dirigit

23

Aprenentatge autņnom

60

 

 

Competčncies 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 temątics

 

1. Biocatąlisi

*  

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 biocatąlisi 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 %).

 

 

Fonts d'informació bąsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Atkinson B. Biochemical engineering and biotechnology handbook. 2a ed. Basingstoke: Macmillan ; New York : Stockton Press; 1991.  EnllaƧ

Bordons A. Bioquímica i microbiologia industrials. Tarragona: Universitat Rovira i Virgili. Servei Lingüístic; 2001.  EnllaƧ

Gacesa P, Hubble J. Tecnología de las enzimas. [Zaragoza]: Acribia; 1990.  EnllaƧ

Chaplin MF, Bucke C. Enzyme technology. Cambridge: Cambridge University Press; 1990.  EnllaƧ

Wiseman A, editor. Handbook of enzyme biotechnology. 3a. ed. London ; Madrid [etc.] : Ellis Horwood; 1995.  EnllaƧ

2a edició, 1987  EnllaƧ

Godfrey T, West S, editors. Industrial enzymology. 2a ed. London : MacMillan Press; 1996.  EnllaƧ

Uhlig H. Industrial enzymes and their applications. New York [etc.] : Wiley; 1998.  EnllaƧ

Faber K. Biotransformations in organic chemistry: a textbook. 6a ed. Berlin : Springer-Verlag; 2011.  EnllaƧ


4a edició, 2000  EnllaƧ

Glazer AN, Nikaido H. Microbial biotechnology: fundamentals of applied microbiology. 2a ed. New York : W. H. Freeman and Company; 2006.  EnllaƧ


1995  EnllaƧ

Buchlolz K, Kasche V, Bornscheuer UT. Biocatalysts and enzyme technology. 2a ed. Weinheim : Wiley-Blackwell; 2012.  EnllaƧ


2005  EnllaƧ

Polaina J, MacCabe AP, editors. Industrial enzymes: structure, function and applications. Dordrecht: Springer; 2007.  EnllaƧ

Tao JA, Kazlauskas R, editors. Biocatalysis for green chemistry and chemical process development. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons; 2011.  EnllaƧ

Soetaert W, Vandamme EJ, editors. Industrial biotechnology : sustainable growth and economic success. Weinheim : Wiley-VCH; 2010.  EnllaƧ

Hou CT, editor. Handbook of industrial biocatalysis. Boca Raton [Fla.]: Taylor & Francis/CRC; 2005.  EnllaƧ

Liese A, Seelbach K, Wandrey C, editors. Industrial biotransformations. Weinheim : Wiley-VCH; 2006.  EnllaƧ

Doble M, Kruthiventi AK, Gajanan V. Biotransformations and bioprocesses. New York : Marcel Dekker;  2004.  EnllaƧ

Illanes A, editor. Enzyme biocatalysis: principles and applications. Dordrecht: Springer Science; 2008.  EnllaƧ


Llibre en lķnia  EnllaƧ

Text electrņnic

Matsuda T, editor. Future directions in biocatalysis [recurs electrònic]. Amsterdam; Oxford: Elsevier; 2007.  EnllaƧ


2a ed. 2017 (paper)  EnllaƧ

Aehle W, editor. Enzymes in industry [recurs electrònic]: production and application. 3a ed. Weinheim: VCH; 2007.  EnllaƧ


3a edició, 2007. En paper  EnllaƧ