GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA DESCRIPTION OF …
|GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA |
|DESCRIPTION OF INDIVIDUAL COURSE UNIT |
|English version [pic] |
|Nombre de la asignatura/módulo/unidad y código |Enzimología / 1611113 |
|Course title and code | |
|Nivel (Grado/Postgrado) |Grado |
|Level of course (Undergraduate/ Postgraduate) | |
|Plan de estudios en que se integra |Licenciatura en Bioquímica |
|Programme in which is integrated | |
|Tipo (Troncal/Obligatoria/Optativa) |Troncal |
|Type of course (Compulsory/Elective) | |
|Año en que se programa |1 |
|year of study | |
|Calendario (Semestre) | |
|Calendar (Semester) |1º Cuatrimestre (1 octubre 2007 – 25 enero 2008). Exámenes: 8 Febrero.2008 |
|Créditos teóricos y prácticos | |
|Credits (theory and practics) |3 teóricos + 2 prácticos |
|Créditos expresados como volumen total de trabajo| |
|del estudiante (ECTS) |5 ECTS (125 horas) |
|Number of credits expressed as student workload | |
|(ECTS) |*1 ECTS= 25 horas de trabajo. |
| |Ver más abajo actividades y horas de trabajo estimadas |
|Descriptores BOE | |
|Descriptors (main course contents) |Mecanismos de reacciones enzimáticas. Cinética enzimática. Activación e inhibición enzimática: efectos |
| |alostéricos y cooperativos. Métodos experimentales y tecnología de enzimas. Análisis enzimático. |
|Contenidos/descriptores/palabras clave | |
|Course contents/descriptors/key words |CONTENIDOS TEÓRICOS |
| | |
| |Descripción matemática del cambio químico: modelos termodinámicos y modelos cinéticos. Reacciones |
| |unidireccionales mono- y bimoleculares. Reacciones reversibles. Estimación de parámetros cinéticos. |
| |Cinética enzimática y modelos formales de catálisis. Modelo de Michaelis-Menten de aproximación al equilibrio. |
| |Modelo de briggs-Haldane de aproximación al estado estacionario. Linearización. Efecto del pH y de la |
| |temperatura. Extensión del modelo. |
| |Inhibición enzimática en el modelo de Michaelis-Menten. Inhibición competitiva. Inhibición acompetitiva. |
| |Inhibición no competitiva. Inhibición irreversible. |
| |Reacciones de múltiples sustratos. Mecanismo secuencial aleatorio. Mecanismo secuencial ordenado. Mecanismo de |
| |Theorell-Chance. Mecanismo ping-pong. Estimación de parámetros cinéticos en reacciones bisustrato. |
| |Enzimas alostéricas y modelos alostéricos. Indice de cooperatividad de Hill. Teoría de unión de ligandos. Modelos|
| |matemáticos. Modelo de Adair. Modelo alostérico concertado (MWC). Formalismo del modelo. Modelo alostérico |
| |secuencial (KNF). |
| |Análisis cinético de rutas metabólicas. Métodos de análisis. Linearización. Descripciones analíticas de sistemas |
| |lineales. Criterios de estabilidad. Soluciones numéricas y computacionales a los modelos lineales. Modelos no |
| |lineales de estado estacionario. Teoría de Control Metabólico. Formalismo general del modelo. |
| |Determinación experimental de parámetros cinéticos: Métodos espectrofotométricos, espectrofluorimétricos, |
| |radioquímicos. Medida de constantes de velocidad. Métodos de cinética rápida. Métodos de relajación. |
| |Caracterización de intermediarios catalíticos y etapas limitantes del proceso. Medida de constantes de |
| |asociación-disociación con ligandos. |
| |Principios de catálisis química y catálisis enzimática. El complejo enzima-sustrato. Cambios conformacionales, |
| |especificidad y naturaleza estereoquímica de la catálisis enzimática. Acoplamiento energético. |
| |Mecanismos moleculares de catálisis enzimática. Catálisis general ácido-base. Catálisis intramolecular. Efectos |
| |electrostáticos. Iones metálicos. Catálisis covalente. Catálisis electrofólica. Catálisis nucleofólica. Métodos |
| |experimentales. |
| |Tecnología de enzimas. Aislamiento purificación y caracterización de enzimas. Aplicaciones industriales |
| | |
| |CONTENIDOS PRÁCTICOS Y SEMIANRIOS |
| |Actividad enzimática. Determinación cuantitativa de la calidad catalítica de las enzimas. Métodos analíticos para|
| |la estimación de parámetros cinéticos. |
| |Naturaleza estadística e interpretación de los resultados experimentales. Resolución práctica de problemas |
| |cuantitativos en enzimología. Tratamiento analítico, gráfico y estadístico de datos de laboratorio. Diseño de |
| |experimentos en enzimología. |
| |Métodos numéricos en enzimología. Resolución numérica de ecuaciones diferenciales e integrales. Método de Euler. |
| |Métodos de Runge-Kutta. Modelos aproximados de sistemas enzimáticos. Simulación de procesos metabólicos. Empleo |
| |de recursos informáticos para la obtención de modelos en enzimología. |
| |Discusión de supuestos prácticos.- A lo largo del curso se propondrán y resolverán, de manera sistemática, |
| |problemas numéricos y casos prácticos de aplicación, relativos a los distintos contenidos incluidos en el |
| |temario. |
| |Discusiones temáticas sobre lecturas preceptivas.- A lo largo del curso se propondrán dos lecturas preceptivas de|
| |textos científicos que deberán ser analizados y debatidos en grupo en seminarios específicos. Finalmente se |
| |invitará al alumno a realizar un breve informe sobre cada uno de ellos, puntuables de cara a la evaluación final |
| |de la asignatura. |
|Objetivos (expresados como resultados de |El alumno sabrá/comprenderá: |
|aprendizaje y competencias) |Los conceptos fundamentales y métodos asociados al estudio formal de los procesos catalizados por enzimas, con |
|Objectives of the course (expressed in terms of |especial énfasis en los aspectos funcionales y cinéticos. |
|learning outcomes and competences) |Analizar y caracterizar cualitativa y cuantitativamente los mecanismos subyacentes a este tipo de procesos y los |
| |diferentes factores que inciden en la calidad catalítica de las enzimas. |
| |Analizar y caracterizar cualitativa y cuantitativamente los mecanismos inhibición y regulación enzimática, con |
| |especial énfasis en el fenómeno de alosterismo. |
| |Las estrategias más relevantes de análisis de rutas metabólicas |
| |Los mecanismos moleculares asociados al fenómeno catalítico y la naturaleza de las interacciones entre proteína y|
| |ligando en su doble vertiente estructural y dinámica. |
| |Los fundamentos básicos de la tecnología de enzimas y sus principales aplicaciones biomédicas e industriales. |
| |Los métodos básicos de cálculo, analíticos y numéricos, necesarios para la comprensión de textos y científicos y |
| |protocolos de laboratorio, la formulación y contraste de hipótesis, el diseño de experimentos y la interpretación|
| |de resultados experimentales en el campo de la enzimología. |
| | |
| | |
| |El alumno será capaz de: |
| |Construir modelos formales de procesos enzimáticos y deducir sus ecuaciones de velocidad mediante métodos |
| |analíticos. |
| |Diseñar estrategias experimentales para deducir los posibles mecanismos subyacentes y estimar cuantitativamente |
| |los parámetros característicos de un sistema enzimático mono o bisustrato. |
| |Emplear diferentes recursos conceptuales e informáticos para implementar modelos de simulación numérica |
| |aproximada de enzimas individuales o fragmentos de rutas metabólicas. |
| |Resolver problemas numéricos relativos a cinética enzimática, inhibición y alosterismo. |
| |Entender literatura especializada sobre aspectos cinéticos o termodinámicos de procesos catalizados por enzimas. |
| | |
|Prerrequisitos y recomendaciones (E, esencial; R,| |
|recomendado; H, ayuda) |E: Conocimientos de química general y análisis matemático básico |
|Prerequisites and advises (E, essential; R, |R: Traducción de textos científicos en inglés y empleo de hojas de cálculo |
|recommended; H, helpful) |H: Entornos de programación de ordenadores |
|Bibliografía recomendada | |
|Recommended reading |NUÑEZ DE CASTRO I. Enzimología. Ediciones Pirámide, Madrid, 2001. |
| |CORNISH-BOWDEN A. Analysis of Enzyme Kinetic Data. Oxford University Press, 1995. |
| |BOMMARIUS A.S., RIEBEL B.R. (eds.) Biocatalysis: Fundamentals and Applications. Wiley-VCH, New York, 2004. |
| |COPELAND RA. Enzymes. Wiley-VCH, New York, 2000. |
| |FERSHT A. Structure and Mechanism in Protein Science. W.H. Freeman and Co., New York, 1999. |
| |GERHARTZ W. Enzymes in Industry. Production and Applications. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1990. |
| |MARANGONI A. Enzyme Kinetics: A Modern Approach. John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, 2003. |
| |MIKKELSEN S.R., CORTÓN E. Bioanalytical Chemistry. John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, 2004. |
| |CÁRDENAS J., FERNÁNDEZ E., GALVÁN F., MÁRQUEZ A.J., VEGA J.M. Problemas de Bioquímica. Ed. Alhambra, Madrid, |
| |1988. |
|Métodos docentes | |
|Teaching methods |La impartición de esta asignatura se llevará a cabo mediante clases magistrales y sesiones de discusión y |
| |análisis de supuestos experimentales*, resolución de problemas numéricos, lecturas preceptivas y casos prácticos.|
| | |
| |Adicionalmente, se invitará al alumno a llevar a cabo una serie de actividades de carácter opcional, todas ellas |
| |evaluables, que se incardinan en una de las siguientes categorías: |
| |Revisión bibliográfica y exposición oral de un tema monográfico. A criterio del profesor, se podrán proponer para|
| |este propósito alguno de los temas de la segunda parte del temario de la asignatura (epígrafes 6 al 10 de los |
| |contenidos teóricos). |
| |Desarrollo de un modelo de simulación por ordenador mediante empleo de hojas de cálculo o entornos de |
| |programación adecuados |
| |Elaboración de guías o manuales detallados de uso sobre recursos informáticos, bases de datos o portales de |
| |Internet en el ámbito de la enzimología en cualquiera de sus vertientes (investigación, docencia, laboratorio o |
| |aplicaciones biomédicas o industriales) |
| |Informes sobre las lecturas preceptivas propuestas a lo largo del curso |
| |Colecciones de problemas resueltos y explicados (sobre los que se llevará a cabo un examen opcional a final de |
| |curso) |
| | |
| |El alumno deberá llevar a cabo, además, una serie de lecturas preceptivas de artículos originales asignados por |
| |el profesor, sobre los que deberá elaborar un informe o trabajo bibliográfico y sobre los que efectuará una |
| |presentación oral hacia el final del curso |
| |(*) - Al comienzo del curso, el alumno recibirá una colección de supuestos experimentales y casos reales tomados |
| |de la bibliografía, que tendrá que analizar, evaluar o resolver, en ocasiones bajo la tutela del profesor y en |
| |otras de manera autodidacta o en grupo. El sentido de esta actividad central de la asignatura es estimular y |
| |desarrollar en el alumno la capacidad de diseñar y evaluar estrategias experimentales en el campo de la |
| |Enzimología. |
|Actividades y horas de trabajo estimadas |Actividad |h.presenciales |h.presenciales fuera|Factor de trabajo |h. trabajo |h. totales |
|Activities and estimated workload (hours) | |aula |del aula |del alumno |del alumno | |
| | | | | | | |
| |Lecciones magistrales |20 | |1 |20 |40 |
| | | | | | | |
| |Prácticas |18 | |0,5 |9 |27 |
| |(laboratorio, seminarios, | | | | | |
| |etc.) | | | | | |
| | | | | | | |
| |Exposición trabajos |2,5 | |15 |37,5 |40 |
| | | | | | | |
| |Exámenes |3 | |5 |15 |18 |
| | | | | | | |
| |Total |43,5 | | |81,5 |125 |
|Tipo de evaluación y criterios de calificación |Examen final teoría sobre supuestos prácticos (con posibilidad de consultar documentación) 45 - 100% * |
|Assessment methods and criteria |Elaboración y exposición de trabajos 0 - 30 % * |
| |Lecturas preceptivas y grupos discusión 0 - 10% * |
| |Resolución problemas numéricos 0 - 15% * |
| | |
| |(*) La evaluación se llevará a cabo a partir de un examen final preceptivo que debe superarse con una puntuación |
| |mínima de 5,0 y que estará integrado por preguntas cortas de razonamiento, demostración formal de proposiciones, |
| |discusión de supuestos prácticos y resolución de problemas numéricos. Los tres criterios restantes son de |
| |carácter optativo y sus pesos respectivos se computarán de manera independiente y positiva sobre la nota base |
| |obtenida en el examen final de teoría. |
|Idioma usado en clase y exámenes |Español |
|Language of instruction | |
|Enlaces a más información |Acceso identificado del alumno a la Web de la Universidad de Granada (ugr.es) |
|Links to more information | |
|Nombre del profesor(es) y dirección de contacto |Hilario Ramírez Rodrigo |
|para tutorías |Correo electrónico: hilario@ugr.es |
|Name of lecturer(s) and address for tutoring |Oficina: Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad de Ciencias., Campus Fuentenueva, 18071 |
| |Granada |
| | |
| | |
| | |
|Mecanismos para la garantía de la calidad |Encuestas de opinión/satisfacción |
|(Quality assurance mechanisms) | |
|PLANIFICACIÓN ACTIVIDADES |
|Planning |
|Semana |Horas clase |Actividades |Contenidos |
|1 |3 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Introducción a los sistemas bioquímicos. Descripción |
| | |Seminario (1 hora) |matemática del cambio químico: modelos termodinámicos y modelos |
| | |Trabajo alumno (4 horas) |cinéticos. |
| | | |Seminario: Determinación cuantitativa de la calidad catalítica de |
| | | |las enzimas. Introducción. Orientación sobre la realización de |
| | | |trabajos opcionales en la asignatura y reparto de temas y lecturas |
| | | |preceptivas. |
|2 |1 |Lección magistral (1 horas) |Lección: Repaso de cinética química. Deducción e integración |
| | |Trabajo alumno (2,5 horas) |analítica de las ecuaciones de velocidad de sistemas químico |
| | | |elementales. |
|3 |3 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Cinética enzimática y modelos formales de catálisis. Modelo|
| | |Seminario (1 hora) |de Michaelis-Menten de aproximación al equilibrio. Modelo de |
| | |Trabajo alumno (4 horas) |briggs-Haldane de aproximación al estado estacionario. |
| | | |Seminario: Determinación cuantitativa de la calidad catalítica de |
| | | |las enzimas. Métodos analíticos y análisis gráfico de resultados. |
|4 |3 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Linearización. Efecto del pH y de la temperatura. Extensión|
| | |Seminario (1 hora) |del modelo de Michaelis-Menten. |
| | |Trabajo alumno (4 horas) |Seminario: Naturaleza estadística e interpretación de resultados |
| | | |experimentales. |
|5 |4 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Inhibición enzimática en el modelo de Michaelis-Menten. |
| | |Seminario (1 hora) |Inhibición competitiva. Inhibición acompetitiva. Inhibición no |
| | |Discusión lectura preceptiva (1 hora) |competitiva. Inhibición irreversible. |
| | |Trabajo alumno (4,5 horas) |Discusión en grupo sobre la primera lectura preceptiva. |
|6 |3 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Reacciones de múltiples sustratos. Mecanismo secuencial |
| | |Seminario (1 hora) |aleatorio. Mecanismo secuencial ordenado. Mecanismo ping-pong. |
| | |Trabajo alumno (5,5 horas) |Estimación de parámetros cinéticos en reacciones bisustrato. |
| | | |Seminario: Recursos informáticos y empleo de métodos numéricos en |
| | | |enzimología. Introducción. |
|7 |3 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Alosterismo. Enzimas alostéricas y modelos alostéricos. |
| | |Seminario (1 hora) |Indice de cooperatividad de Hill. Teoría de unión de ligandos. |
| | |Trabajo alumno (5,5 horas) |Modelos matemáticos. Modelo de Adair. Modelo alostérico concertado |
| | | |(MWC). |
| | | |Seminario: Recursos informáticos y empleo de métodos numéricos en |
| | | |enzimología. Métodos numéricos de integración y diferenciación. |
|8 |3 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Análisis cinético de rutas metabólicas. Descripciones |
| | |Seminario (1 hora) |analíticas de sistemas lineales. Soluciones Teoría de Control |
| | |Trabajo alumno (5,5 horas) |Metabólico. numéricas y computacionales. |
| | | |Seminario: Discusión de supuestos prácticos y resolución de |
| | | |problemas. |
|9 |4 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Determinación experimental de parámetros cinéticos. |
| | |Seminario (2 horas) |Seminario: Discusión de supuestos prácticos y resolución de |
| | |Discusión lecturas preceptivas (1 hora) |problemas. |
| | |Trabajo alumno (6 horas) |Discusión en grupo sobre la segunda lectura preceptiva. |
|10 | |Trabajo alumno (3 horas) | |
|11 |3 |Lección magistral (2 horas) |Lección: Principios de catálisis química y catálisis enzimática. El |
| | |Seminario (1 hora) |complejo enzima-sustrato. Cambios conformacionales, especificidad y |
| | |Trabajo alumnos (8,5 horas) |naturaleza estereoquímica de la catálisis enzimática. Acoplamiento |
| | | |energético. Seminario: Discusión de supuestos prácticos y resolución|
| | | |de problemas. |
|12 |2 |Lección magistral (1 horas) |Lección: Mecanismos moleculares de catálisis enzimática. |
| | |Seminario (1 hora) |Preparación de examen asistida por el profesor |
| | |Presentación trabajos alumnos |Presentación trabajos alumnos |
| | |Trabajo alumnos (7,5 horas) |Seminario: Discusión de supuestos prácticos y resolución de |
| | | |problemas. |
|13 |2 |Seminario (2 horas) |Preparación de examen asistida por el profesor |
| | |Presentación trabajos alumnos |Presentación trabajos alumnos. |
| | |Trabajo alumnos (7 horas) |Seminario: Discusión de supuestos prácticos y resolución de |
| | | |problemas. |
|14 |2 |Seminario (2 horas) |Preparación de examen asistida por el profesor |
| | |Presentación trabajos alumnos |Presentación trabajos alumnos |
| | |Trabajo alumnos (7 horas) |Seminario: Discusión de supuestos prácticos y resolución de |
| | | |problemas. |
|15 |2 |Seminario (2 horas) |Preparación de examen asistida por el profesor |
| | |Presentación trabajos alumnos |Presentación trabajos alumnos |
| | |Trabajo alumnos (7 horas) |Seminario: Discusión de supuestos prácticos y resolución de |
| | | |problemas. |
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................
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