Els objectius de l’assignatura consisteixen en 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.

I.               Química de Proteïnes

1. Els aminoàcids i la cadena polipeptídica: propietats fonamentals dels aminoàcids. L’enllaç peptídic i la cadena polipeptídica.
2. Estructura proteïca: Nivells d’estructuració proteïca. Principals tipus d’estructura secundària. Estructura supersecundària. Dominis. Estructura terciària Proteïnes fibroses i globulars. Estructura quaternària.
3. Estabilitat i dinàmica conformacional: Desnaturalització proteïca. Renaturalització. Fluctuacions, flexibilitat i dinàmica conformacional.
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.
5. Interaccions proteïna-lligand: Propietats dels setis de fixació de lligands en diferents proteïnes.

II.            Enzimologia

6. Enzims, classificació i nomenclatura: Propietats generals dels enzims. Complex enzim-substrat. Cofactors. Normes de la Comissió Internacional d’Enzims. Principals classes d’enzims.
7. 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.
8. 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.
9. Enginyeria de Proteïnes: Aplicacions i potencialitat de l’enginyeria de proteïnes.

La bibliografia a la biblioteca

Específica

- Schulz & Schirmer. Principles of Protein structure. . Ed. Springer Verlag. N.Y.,1979.

- Allen, G. Protein: a comprehensive treatise (I), Ed. Jai Press Inc., London, 1997

- Allen, G. Protein: a comprehensive treatise (II), Ed. Jai Press Inc., London, 1997

- Fersht, A. Structure and Mechanism in Protein Science, Ed Freeman, New York, 1998

- Cantor, C.R. & Schimmel, P.R. Biophysical Chemistry . Ed. Freeman, N.Y., 1980.

- Palmer, T. Understanding Enzymes. (3er ed.). Ed. Ellis Horwood. England,1991.

- Creighton, T.E. Proteins . Ed. Freeman, New York, 1993.

- Branden & Tooze. Introduction to Protein Structure Ed. Garland Publishing, N.Y.,1991.

- Lesk, A.M. Protein Architecture. A Practical Approach . Ed. Oxford University Press, Oxford, 1991.

- C. Gómez-Moreno Calera & J. Sancho Sanz (coords), Estructura de Proteínas, Ed. Ariel Barcelona, 2003.

- A.R. Rees, J.E. Sternberg, R. Wetzel Protein Engineering. A practical approach. IRL Press (1992).

General

- Bioquímica (3a ed.). Mathews, van Holde & Ahern (2002). Addison-Wesley , St Francisco.

- Fundamentals of Biochemistry. Voet, Voet & Pratt (1999). Wiley & Sons. New York.

- Biochemistry (5th ed.) Berg, Tymoczko & Stryer (2001) Freeman & Co.

- Principios de Bioquímica. (3a ed) Nelson & Cox (2002). Ed. Omega.

- Articles específics de revistes científiques d'especial rellevància.

Classe teòrica impartida pel professor combinada amb plantejament de problemes o qüestions relacionades amb la teoria exposada estimulant la participació dels alumnes. Es contempla la possibilitat de realitzar seminaris de caràcter voluntari per part del alumnes i, sempre que les circumstàncies ho permetin, xerrades a càrrec de professionals especialistes en temes relacionats amb els continguts de l'assignatura o comentaris sobre articles científics.

Exàmen tipus escrit de preguntes curtes raonades sobre els continguts tractats en la part teòrica  incloent-hi aspectes relacionats amb les pràctiques.

Teoria: examen final escrit de preguntes/problemes raonats.

Pràctiques: cal elaborar una memòria que reculli el treball experimental realitzat així com una discussió del mateix, al

final de les sessions pràctiques. S’avalua també l’actitud al laboratori i l’assistència a les sessions pràctiques la qual és

obligatòria. La nota de pràctiques representa un 20 % de la nota final de l'assignatura.

La realització d'un seminari: 10 % sobre la nota global.

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.