Estudia

Horaris:

• Avaluar activitats metabòliques

• Els objectius de l’assignatura són examinar les característiques generals de les proteïnes a través d’analitzar el paper que aquestes biomolècules desenvolupen en les cèl·lules i la importància que té l’estructura de les proteïnes per tal que aquestes puguin dur a terme la seva funció. Per tant, és essencial conèixer com estan constituïdes les cadenes polipeptídiques, com s’organitzen en l’espai i quines interaccions permeten assolir unes determinades disposicions tridimensionals. De manera complementària cal entendre que, per tal de poder ser funcionals, aquestes estructures han de ser dinàmiques, flexibles i han de plegar-se en l’espai. També molt sovint, les cadenes polipeptídiques per si soles no són plenament funcionals per la qual cosa és important saber quines modificacions post-traduccionals o com la interacció amb altres biomolècules o lligands els permet arribar a ser plenament funcionals. En un segon bloc de coneixements es tractarà i s’analitzarà el funcionament d’un determinat grup de proteïnes que actuen com a catalitzadors de les reaccions que tenen lloc en els éssers vius. En concret es desenvoluparan els conceptes, fets i procediments que deriven del coneixement de com actuen com a catalitzadors, com interaccionen amb els substrats i com es pot dur a terme un estudi de les velocitats de les reaccions catalitzades pels enzims i utilitzar aquests coneixements per a la caracterització de la funció d’aquest grup de proteïnes. Finalment, es tractarà la metodologia actualment més poderosa per a l’estudi tant des del punt de vista estructural com funcional, de les proteïnes: l’enginyeria de les proteïnes. Amb aquesta estratègia es pot obtenir una proteïna modificada selectivament en una o determinades posicions i avaluar quin és l’efecte de la modificació en l’estructura o la funció de la proteïna. Conjuntament aquests objectius han de permetre un coneixement de com són i com funcionen les proteïnes i quina relació existeix entre el funcionament i l’estructura.

1. Química de Proteïnes

          1.1. Els aminoàcids i la cadena polipeptídica: propietats fonamentals dels aminoàcids. L’enllaç peptídic i la cadena polipeptídica.

          1.2. Estructura proteïca: Nivells d’estructuració proteïca. Principals tipus d’estructura secundària. Estructura supersecundària. Dominis. Estructura terciària Proteïnes fibroses i globulars. Estructura quaternària.

          1.3. Estabilitat i dinàmica conformacional: Desnaturalització proteïca. Renaturalització. Fluctuacions, flexibilitat i dinàmica conformacional.

          1.4. Modificacions post-traduccionals: Plegament i associació de proteïnes “in vitro” i en el medi intracel.lular. Modificacions de grups terminals i de cadenes laterals. Zimògens. Activació en cascada. Glucoproteïnes.

          1.5. Interaccions proteïna-lligand: Propietats dels setis de fixació de lligands en diferents proteïnes.

2. Enzimologia

          2.1. Enzims, classificació i nomenclatura: Propietats generals dels enzims. Complex enzim-substrat. Cofactors. Normes de la Comissió Internacional d’Enzims. Principals classes d’enzims.

          2.2. Catàlisi i especificitat enzimàtica. Teoria de l’estat de Transició. Teoria de Fisher i Koshland. Especificitat de substrat. Unió enzim-substrat. Anàlegs de substrat. Mecanismes de catàlisi: El centre actiu. Catàlisi àcid-base, electrostática i covalent. Exemples.

          2.3. Cinètica enzimàtica: Mesura de l’activitat enzimàtica. Velocitat inicial. Conceptes de cinètica química i enzimàtica. Equació de Michaelis-Menten. Modificació de Briggs-Haldane. Reaccions multisubstrat. Inhibició de la catàlisi enzimàtica. Tipus de inhibició.

3. Enginyeria de Proteïnes: Aplicacions i potencialitat de l’enginyeria de proteïnes.

4. PRÀCTIQUES:

          4.1. Activitat enzimàtica. Estudi d'un enzim (LDH) en base a les seves constants cinètiques. Inhibició enzimàtica. Efecte del pH i la temperatura sobre l'activitat enzimàtica.

          4.2. Estudi de l'estructura d'una proteïna. El SDS-PAGE com a eina per esbrinar l'estructura d'una proteïna. Importància de l'estructura d'una proteïna en el reconeixament amb anticossos.

5. Treball continuat durant el curs

          5.1. Introducció a la bioinformàtica. Bases de dades de proteïnes. Servidors. Eines on-line per a la recerca en proteïnes. Homologies. Programes de visualització d'estructures de proteïnes. Predicció de models proteics.

• Schulz, G.E, Schirmer, R.H (1979). Principles of protein structure. New York [etc.]: Springer.
• Fersht, Alan (cop. 1999). Structure and mechanism in protein science, : a guide to enzyme catalysis and protein folding. New York: W. H. Freeman and Company.
• Fersht, Alan (1984). Enzime structure and mechanism (2nd ed). New York: Freeman.
• Creighton, Thomas E (1993). Proteins, : structures and molecular properties (2nd ed). New York: Freeman.
• Branden, Carl, Tooze, John (cop. 1999). Introduction to protein structure (2nd ed). New York: Garland.
• Lesk, Arthur M (cop. 2001). Introduction to protein architecture, : the structural biology of proteins. Oxford, UK: Oxford University Press.
• Estructura de proteínas (2003). Barcelona: Ariel.
• Protein engineering, : a practical approach (1992). Oxford [etc.]: Oxford University Press.
• Mathews, Christopher K, Ahern, Kevin G, Van Holde, K. E (cop. 2002). Bioquímica. Madrid [etc.]: Pearson Educación Addison Wesley.
• Voet, Donald, Voet, Judith G, Pratt, Charlotte W (cop. 2002). Fundamentals of biochemistry (Upgrade ed). New York [etc.]: Wiley.
• Berg, Jeremy M, Tymoczko, John L, Stryer, Lubert (cop. 2002). Biochemistry. New York: Freeman and Company.
• Nelson, David L, Cox, Michael M (2001). Lehninger principios de bioquímica (3ª ed). Barcelona: Omega.

Activitats d'avaluació:

L'avaluació final de l'assignatura (4.5 crèdits teòrics + 2.5 crèdits pràctics) es realitzarà en base als criteris següents:

1. Examen global: 50% de la qualificació final. Prova global de l'assignatura en base a qüestions breus que poden estar referides a qualsevol dels continguts de l'assignatura, incloent tant aspectes teòrics com pràctics.
2. Classes participatives: l'avaluació d'aquesta part de l'assignatura es realitzarà en la prova global en base als elements de discussió aportats durant l'elaboració del contingut del tema tractat.
3. Classes pràctiques: 20 % de la qualificació final. Presentació d'un seminari dels resultats obtinguts durant les pràctiques. El seminari serà en grups de dos. S'avaluarà la capacitat de defensar el treball realitzat així com la capacitat de qüestionar els treballs dels altres grups. També es tindrà en compte el treball al laboratori.
4. Opcional. Realització d'un seminari amb exposició a classe sobre un dels continguts de l'assignatura o un article científic. 10% de la qualificació final. Pot ser fet de manera individual o en grups de dues persones. Es valorarà la capacitat expositiva, el contingut i la claredat en l'argumentació del tema exposat en el seminari.
5. Presentació d'exercicis. 20 % de la qualificació final. En base als continguts que es proporcionaran en diferents sessions es proposaran un seguit d'exercicis i uns terminis de presentació dels mateixos. El calendari es concretarà en l'inici de curs. La presentació dels resultats anirà precedida de sessions de discussió on es podran plantejar els dubtes que generi la realització dels exercicis.

Per als diferents temes de l'assignatura es treballarà amb transparències i/o diapositives. El contingut d'aquests material estarà disponible per a l'alumne al servei de fotocòpies de la Facultat i a la pàgina web de l'assignatura de la meva UdG o mitjançant sol.licitud prèvia al professor.
En aquesta pàgina també s'hi troben enllaços d'interès relacionats amb l'assignatura.

• Ampliació de biologia cel·lular
• Anàlisis microbiològiques
• Biologia cel·lular
• Biologia cel·lular vegetal
• Biologia molecular
• Bioquímica
• Física dels processos biològics
• Genètica
• Genètica molecular
• Immunologia
• Instrumentació bioquímica
• Matemàtiques per a biòlegs
• Microbiologia
• Química per a biòlegs I
• Química per a biòlegs II
• Regulació metabòlica
• Virologia