ENZIMOLOGÍA
| Código | Plan | Tipo | Curso/s | Cuatrim. | Créditos | |||||
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| Teóric. | Práctic. | Clínic. | Problem. | Total | ECTS | |||||
| Curso/s: 0 = Complementos de formación; P = Proyecto fin de carrera; El 1er curso de una titulación de solo 2º ciclo será 1º Tipo de asignatura: Tr = Troncal; Ob = Obligatoria; Op = Optativa; Le = Libre Elección | ||||||||||
| 0205029 | 2004 | Op | 3º | Segundo | 4.50 | 1.50 | 0.00 | 0.00 | 6.00 | 6.00 |
| Idiomas | Español, | |||||||||
| Campus | LEON |
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| Centro | FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS Y AMBIENTALES |
| Titulación | Licenciado en Biotecnología |
| Departamento |
Biología Molecular |
| Area |
Bioquímica y Biología Molecular |
| Nombre de la asignatura en inglés: | ENZYMOLOGY |
| Contenido | Descripción de las enzimas. Las enzimas como catalizadores. Estudio del centro activo y de los factores responsables de la eficiencia catalítica de las enzimas.Estabilidad de las enzimas. Purificación de enzimas y determinación de la actividad enzimática. Cinética de reacciones monosustrato y bisustrato y análisis de los datos cinéticos. Control de la actividad enzimática.Efecto del pH, temperatura, activadores y inhibidores sobre la actividad enzimática.Regulación de la actividad enzimática por cambios conformacionales inducidos po ligandos:Cooperatividad y enzimas alostéricas.Enzimologia aplicada (aspectos clínicos y tecnológicos) |
| Contenido en inglés | Description of the enzymes.Enzymes as catalysts.Studies of the active center and the factors responsible for the catalytic efficience of enzymes. Enzymatic stability.Enzyme purification and enzyme assays. Enzyme kinetics and analysis of the kinetic data. Control of enzyme activity.Effects of pH, temperature, inhibitors and activators.Control of enzymatic activity by conformational changes induced by ligands : Cooperativity and allosteric enzymes.Clinical aspects of the study of enzymes. Enzyme technology. |
| Profesorado | ||||
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| Apellidos/Nombre | Situación | Teoría | Práctica | |
| MARÍA DOLORES DE ARRIAGA GINER | dolores.arriaga@unileon.es | Responsable | SI | SI |
| Tutorías: Martes 9,30 a 10,30h Lunes y Jueves de 18 a 20h Viernes 12 a 13 h | ||||
| MARÍA DEL PILAR VALLE FERNÁNDEZ | mpvalf@unileon.es | Colaborador | NO | SI |
| Tutorías: De martes a jueves de 17 a 19 horas | ||||
| FÉLIX BUSTO ORTIZ | felix.busto@unileon.es | Colaborador | SI | NO |
| Tutorías: Lunes, Martes, Miércoles y Jueves de 16,30 a 18,00 h | ||||
| FÉLIX BUSTO ORTIZ | felix.busto@unileon.es | Resp. Suplente | SI | SI |
| Tutorías: Lunes, Martes, Miércoles y Jueves de 16,30 a 18,00 h | ||||
| LAURA FERNÁNDEZ ÁLVAREZ | Colaborador | NO | SI | |
| Información Académica |
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| Objetivos de la asignatura |
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Proporcionar al alumno un conocimiento amplio sobre las enzimas y sus características generales con especial énfasis en 1)el estudio del centro activo y de los mecanismos responsables de la acción enzimática, 2)el estudio de los mecanismos cinéticos y diagnóstico de los mismos, 3)el diseño experimental así como el tratamiento e interpretación de los datos cinéticos, 4)el conocimiento de las distintas estrategias desarrolladas por la célula para el control de la actividad enzimática, y 5)introducir al alumno en las posibilidades analíticas y biotecnológicas de las enzimas. |
| Programa temario |
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PROGRAMA DE CLASES TEÓRICAS Tema 1.-Introducción. Descubrimiento de las enzimas y desarrollo de la Enzimologia: Aspectos históricos. Presente y futuro de las enzimas: enzimas artificiales, ribozimas y anticuerpos catalíticos. Descripción general de las enzimas. Cofactores. Isoenzimas. Sistemas Multienzimáticos. Enzimas multifuncionales. Clasificación y nomenclatura de las enzimas. Tema 2.-El centro activo: Flexibilidad enzimática. Características de los centros activos. Poder catalítico. Factores responsables de la eficiencia catalítica de las enzimas: Proximidad, orientación, distorsion, catálisis y estado de transición. Tema 3.-Estabilidad de las proteínas. Determinantes de la estabilidad. Efecto hidrofóbico. Efecto de la temperatura, pH, fuerza iónica, agentes desnaturalizantes y agentes estabilizadores. Medida de la estabilidad de las proteínas. Estabilidad térmica. Tema 4.-Definición de actividad enzimática: Unidades. Métodos para la determinación cuantitativa de la actividad enzimática Tema 5.-Purificación de enzimas. Objetivos y estrategias. Métodos de homogeneización. Métodos de separación. Caracterización de enzimas purificadas. Tema 6.-Introducción. Cinética enzimática de reacciones monosustrato. Aproximación de equilibrio rapido: Ecuación de Henri y Michaelis-Menten.Aproximación de estado estacionario:Ecuación de Briggs-Haldane. Significado de los parámetros cinéticos. Relación entre constantes de equilibrio y constantes cinéticas:Relación de Haldane. Tema 7.-Obtención de datos cinéticos: Determinación de velocidades iniciales de reacción. Detección de inactivación de la enzima. Análisis de la curva de progreso de la reacción. Diseño experimental. Tema 8.-Análisis de datos cinéticos.Representaciones gráficas de la ecuación de velocidad: Determinación de Km y Vmax. Representación doble inversa de Lineweaver-Burk. Representación de Eadie-Hofstee. Representación de Hanes-Wolf. Representación directa lineal. Comparación de las distintas representaciones. Forma integrada de la ecuación de Michaelis-Menten. Tema 9.-Factores que afectan a la velocidad de una reacción enzimática. Inhibición por alta concentración de sustrato. Concentración de enzima. Tema 10.-Efecto del pH sobre la activida enzimática. Consideraciones generales. Efecto del pH sobre Km y Vmax.Representaciones de Dixon. Reglas de Dixon. Tema 11.-Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática. Consideraciones generales. Efecto de la temperatura sobre la estabilidad enzimática. Efecto de la temperatura sobre las constantes de equilibrio Km , Ki y Keq. Efecto de la temperatura sobre la velocidad de la reacción. Energia de activación. Ecuación de Arrhenius.Teoria del estado de transición. Tema 12.-Regulación de la actividad enzimática mediante modificación no covalente reversible. Consideraciones generales. Inhibición y Activación :Tipos. Métodos generales de diagnóstico y determinación de parámetros cinéticos. Tema 13.-Inhibiciones puras lineales e hiperbólicas: Inhibición competitiva, no-competitiva e incompetitiva. Características. Ecuaciónes de velocidad. Discriminación entre mecanismos: Representaciones gráficas primarias y secundarias. Determinación de parámetros cinéticos. Tema 14.-Inhibiciones mixtas, lineales e hiperbólicas. Características. Ecuaciones de velocidad. Discriminación entre mecanismos: Representaciones gráficas primarias y secundarias. Determinación de parámetros cinéticos . Tema 15.-Activación enzimática:esencial y no-esencial. Activación no-esencial: Características, tipos y ecuaciones de velocidad. Representaciones gráficas para diagnóstico y determinación de Ka. Activación esencial: Características y modelos. Tema 16.-Regulación de la actividad enzimática mediante modificación covalente. Modificación covalente reversible e irreversible. Inhibidores irreversibles. Sustratos suicidas. Zimógenos. Cascadas de enzimas interconvertibles. Otros mecanismos de regulación de la actividad enzimática. Tema 17.-Cinética enzimática de reacciones bisustrato. Mecanismos cinéticos secuenciales y no secuenciales: características generales. Mecanismos secuenciales al azar y ordenado. Ecuaciones de velocidad por condición de equilibrio rápido. Mecanismos no secuenciales. Mecanismo ping-pong. Tema 18.- Discriminación entre mecanismos y determinación de parámetros cinéticos. Representaciones gráficas primarias y secundarias. Patrones de inhibición por producto. Tema 19.-Unión-proteína ligando. Definiciones. Centro de unión: Interacciones cooperativas: Efectos homotrópicos y heterotrópicos. Significado fisiológico de la cooperatividad. Tema 20.- Enzimas alostéricas. Características y propiedades. Estructura cuaternaria: monómero-protómero. Efectores alostéricos. Diagnóstico de cooperatividad. Representación de Hill. Cálculo y significado del coeficiente de Hill. Energia de interacción entre centros. Tema 21.-Enzimologia clínica. Determinación de actividades enzimáticas para diagnóstico clínico. Determinación enzimática de metabolitos de importancia clínica. Las enzimas como fármacos: enzimas con actividad fibrinolítica, antineoplásica y proteolítica. Terapia enzimática. Tema 22.-Tecnología enzimática. Enzimologia agroalimentaria. Enzimologia industrial. Enzimas inmovilizadas. Biosensores enzimáticos. Enzimas sintéticas. PROGRAMA PRACTICO Manejo y análisis de datos cinéticos y de unión (clases de problemas : 8 h durante el cuatrimestre) Obtención experimental de datos cinéticos a partir de enzimas purificadas (prácticas de Laboratorio dos días de 16 h - 19,30h en el laboratorio). |
| Metodología Docente |
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La impartición de la asignatura se desarrollará mediante: Clases teóricas: 3 horas semanales durante todo el cuatrimestre. Clases de Problemas: 1 hora semanal durante 8 semanas del cuatrimestre. Prácticas de Laboratorio: 2 días consecutivos por grupo (16 alumnos)en horario de 16 a 20 horas en el Laboratorio |
| Procedimientos de Evaluación y criterios de corrección de exámenes |
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La evaluación global de la asignatura se obtendrá de acuerdo con la calificación obtenida por el alumno en cada uno de los siguientes tipos de evaluaciones parciales realizadas a lo largo del cuatrimestre: Exámenes: 45% Colección de problemas: 25% Prácticas de Laboratorio:15% Trabajo bibliográfico: 15% CALIFICACION: 100% Cada alumno debe necesariamente realizar los cuatro tipos de evaluaciones y además, debe como condición necesaria e imprescindible, sacar una nota igual o superior a 3,5 en la evaluación correspondiente a Exámenes para poder aprobar la asignatura. Los Exámenes serán escritos. Las preguntas de los exámenes serán una mezcla de preguntas teórico-deductivas sobre diferentes aspectos del temario y de cuestiones relacionadas, así como problemas numéricos. Se valorará el esfuerzo de razonamiento científico utilizado para resolver las diferentes cuestiones del exámen. En los problemas numéricos se valorará, no solo la obtención correcta de la solución, sino también el planteamiento utilizado para la resolución de los mismos. Se podrá realizar un exámen parcial que abarcarian el 50% del temario. Los alumnos con nota igual o superior a 5,0, eliminarian la materia. Una nota igual o superior a 3,5, permitirá su compensación en el examen final. El examen final comprenderá el restante 50% del temario para aquellos alumnos que hayan superado el exámen parcial; el 100% del temario para aquellos alumnos que no se hayan presentado a dicho parcial o que no lo hubieran superado. Los alumnos que deseen mejorar su nota, deberán presentarse a un examen global, siendo la última nota la que prevalecerá sobre la anterior. Cada alumno deberá resolver una colección de problemas numéricos, que se entregará el último dia lectivo del cuatrimestre. Cada alumno deberá presentar un trabajo bibliográfico (establecimiento de un protocolo de investigacón sobre una enzima concreta, ampliación de un aspecto concreto del temario, etc), que igualmente deberá ser entregado el último dia lectivo del cuatrimestre. Las Prácticas de Laboratorio, que son de asistencia obligatoria; incluirán la presentación, a su finalización, de un Cuaderno de Prácticas en el que se describirán las prácticas realizadas, los resultados obtenidos y la interpretación de los mismos, así como las observaciones que el alumno crea pertinente reseñar. El Cuaderno de Prácticas, salvo disposición en contra, deberá entregarse una semana despúes de finalizadas las mismas. Las Prácticas de Laboratorio, una vez realizadas y aprobadas, no se vuelven a realizar. La Colección de Problemas y el Trabajo de Revisión Bibliográfica se guardan hasta la convocatoria de Septiembre. No se guardan notas de Exámenes en ninguna convocatoria. |
| Otras actividades a desarrollar |
| Opcionalmente podrán exponerse en forma de Seminarios aspectos concretos del temario. |
| Bibliografía recomendada |
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A. CORNISH-BOWDEN Fundamentals of Enzyme Kinetics. Portland Press, Ed. , London ,1995 I.H. SEGEL Enzyme kinetics.. John Wiley and Sons Inc., New York ,1993 N.C. PRICE AND L. STEVENS Fundamentals of Enzymology Third edn., Oxford University Press, London ,1999 I.NUÑEZ DE CASTRO Enzimologia Ed. Pirámide, Madrid, 2001 D. DE ARRIAGA, J. SOLER, F. BUSTO Y E. CADENAS Manual de Ejercicios de Cinética Enzimática. Servicio de Publicaciones de al Universidad de León, León, 1998 T. GODFREY AND S. WEST Industrial Enzymology (eds) 2nd. ed., Stockton Press, 1996 |
| Bibliografía adicional |
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- Colección de Methods in Enzymology, Academic Press, NY. - Enzimas Alostéricas. E. Cadenas. 1978, H. Blume Ediciones, Madrid. - Enzymes. Dixon and E.C.Webb.1979, Longman,London. - Handbook of Biochemical Kinetics. D.L. Purich and R.D. Allison. 2000, Academic Press, NY. - Mechanism in Protein Chemistry. J. Kyte.1995, Garland Publishing, Inc. NY. |
| Enlaces de interés |
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Reacciones y enzimas: http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/E/Enzymes.html http://orion1.paisley.ac.uk/kinetics/contents.html http://cti.itc.Virginia.EDU/~cmg/Demo/scriptFrame.html Conceptos generales de cinética enzimática: http://enzimas.gq.nu/CINENZIM.htm http://www.ehu.es/biomoleculas/ENZ/ENZ3.htm Mecanismos de catálisis: http://www.bio.mtu.edu/campbell/401lec11hp.html Cooperatividad y Alosterismo: http://www.bio.mtu.edu/campbell/401lec17hp.html |
| Fecha ultima modificación: 22/04/2009 |