Logo UAB
2020/2021

Biocatalitzadors immobilitzats

Codi: 100941 Crèdits: 6
Titulació Tipus Curs Semestre
2500253 Biotecnologia OT 4 0
La metodologia docent i l'avaluació proposades a la guia poden experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.

Professor/a de contacte

Nom:
Gregorio Alvaro Campos
Correu electrònic:
Gregorio.Alvaro@uab.cat

Utilització d'idiomes a l'assignatura

Llengua vehicular majoritària:
català (cat)
Grup íntegre en anglès:
No
Grup íntegre en català:
Grup íntegre en espanyol:
No

Prerequisits

Coneixement fluid (parlat i escrit) del català i/o castellà

Per assolir els objectius de l'assignatura es recomana tenir uns sòlids coneixements bàsics en:

  • Bioquímica
  • Cinètica enzimàtica
  • Cinètica microbiana
  • Biologia cel·lular
  • Enzimologia
  • Relació estructura/funció de les proteïnes
  • Bioreactors
  • Química orgànica

Objectius

La immobilització de biocatalitzadors es pot entendre com tota una sèrie de tècniques que permeten localitzar en un espai limitat un biocatalitzador, tot mantenint la seva activitat. Per biocatalitzador s’entén des d’un enzim a una cèl·lula, o un orgànul cel·lular. En el cas de cèl·lules, el manteniment de la seva activitat està normalment lligada a la seva viabilitat. El procés de la immobilització dels biocatalitzadors obre tot un ventall nou de possibilitats en la seva utilització, derivats fonamentalment del fet de que mitjançant la immobilització es passa de tenir un biocatalitzador microscòpic, normalment dissolt o dispersat en un medi líquid, a un biocatalitzador macroscòpic, normalment lligat a una matriu sòlida. Aquestes possibilitats van des del desenvolupament de bioprocessos en continu d’una forma molt més intensiva i productiva, als sistemes d’anàlisi basats en bioreconeixement, com ara els anomenats biosensors o els bioxips, a la millora dels processos de purificació.


 L’objectiu de l’assignatura és fer en primer lloc una presentació de les diferents tècniques amb que es pot abordar el procés d’immobilització de biocatalitzadors, fent-se un especial èmfasi en com cal alterar el disseny de les partícules biocatalítiques en funció de l’aplicació desitjada. En un segon bloc s’analitzen amb més detalls els aspectes associats als processos físics derivats de tenir els biocatalitzadors en una matriu sòlida. Finalment s’analitzen una sèrie d’aplicacions concretes, que serveixen per veure l’impacta de la immobilització en la globalitat d’una determinada aplicació en Biotecnologia.


Es pretén fonamentalment que se sàpiga establir la relació entre la naturalesa del biocatalitzador emprat, els diferents mètodes d’immobilització disponibles i l’aplicació final que es pretén desenvolupar, analitzant diferents alternatives i modificacions en el disseny de les partícules y del sistema final a desenvolupar.

Competències

  • Descriure les bases del disseny i del funcionament de bioreactors i calcular, interpretar i racionalitzar els paràmetres rellevants en fenòmens de transport i els balanços de matèria i energia en els processos bioindustrials.
  • Fer una presentació oral, escrita i visual d'un treball a una audiència professional i no professional, tant en anglès com en les llengües pròpies.
  • Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
  • Prendre decisions.
  • Raonar de forma crítica.
  • Treballar de forma individual i en equip.

Resultats d'aprenentatge

  1. Adquirir experiència pràctica en la immobilització de biocatalitzadors.
  2. Caracteritzar un biocatalitzador immobilitzat.
  3. Descriure les propietats catalítiques dels biocatalitzadors (cèl·lules i enzims).
  4. Elegir el biocatalitzador idoni per a un determinat procés biotecnològic.
  5. Explicar les diferents tècniques d'immobilització de biocatalitzadors i les aplicacions i potencialitats industrials.
  6. Fer una presentació oral, escrita i visual d'un treball a una audiència professional i no professional, tant en anglès com en les llengües pròpies.
  7. Identificar els avantatges i els inconvenients de la immobilització dels biocatalitzadors.
  8. Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
  9. Prendre decisions.
  10. Raonar de forma crítica.
  11. Treballar de forma individual i en equip.

Continguts

Programa de l’assignatura:

  • Tema 1. Introducció
  • Tema 2. Immobilització de biocatalitzadors: definició i classificació
  • Tema 3. Immobilització de biocatalitzadors. Avantatges
  • Tema 4. Immobilització de biocatalitzadors. Inconvenients
  • Tema 5. Etapes bàsiques durant la immobilització de Biocatalitzadors
  • Tema 6. Limitacions difusionals en els biocatalitzadors immobilitzats: Externes i internes
  • Tema 7. Seguiment del procés d’immobilització
  • Tema 8. Immobilització per adsorció
  • Tema 9. Immobilització per enllaç covalent
  • Tema 10. Immobilització por entrecreuament. Autoimmobilització
  • Tema 11. Immobilització por atrapament o inclusió a una matriu
  • Tema 12. Immobilització por encapsulament en membranes

Metodologia

Activitats dirigides:

  • Classes teòriques: Classes magistrals sobre els conceptes del temari
  •  Pràctiques de laboratori: Els alumnes realitzaren pràctiques de laboratori en les que adquiriran experiència pràctica en la immobilització de biocatalitzadors
  • Presentació pública de treballs: Els alumnes expondran oral (10-20 minuts) i públicament un resum dels resultats més rellevants del treball sobre tècniques de immobilització i lliuraran al professor la presentació en format digital mitjançant el campus virtual. Tant la documentació dels treballs com les presentacions orals formen part del contingut de l'assignatura i per tant son matèria d’examen

 

Activitats autònomes:

  • Estudi de l'alumne: Estudi individual i preparació d'esquemes i resums
  • Elaboració informe de pràctiques: treball en grup de 2-4 alumnes en el que cada grup elaborarà un informe amb els resultats obtinguts en les pràctiques de laboratori i lliuraran al professor el informe en format paper (imprès) i en format digital mitjançant el campus virtual
  • Redacció de treballs: treball en grup de 2-4 alumnes en el que cada grup elaborarà dos treballs escrits. Un treball sobre tècniques de immobilització i un altre sobre biocatalitzadors. Tots dos treballs s'han de lliurar al professor en format paper (imprès) i en format digital mitjançant el campus virtual. Tant la documentació dels treballs com les presentacions orals formen part del contingut de l'assignatura i per tant son matèria d’examen

 

Activitats formatives

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes teòriques 36 1,44 2, 3, 4, 5, 7, 8
Presentació pública de treballs 4 0,16 6, 11
Pràctiques de laboratori 15 0,6 1, 10, 11
Tipus: Autònomes      
Elaboració informe de pràctiques 9 0,36 8, 9, 10, 11
Estudi de l'alumne 49 1,96 8, 10, 11
Redacció de treballs 34 1,36 8, 9, 10, 11

Avaluació

Procés i activitats d’avaluació programades

Al llarg del curs es duran a terme diferents activitats d’avaluació que donaran lloc a la nota final de l’assignatura obtinguda per avaluació continuada. Concretament les activitats avaluatives seran:

  • Treball escrit sobre els biocatalitzadors que és el 15% de la nota final. La nota mínima per no haver de recuperar aquest treball és un 4
  • Pràctiques de laboratori que és el 25% del la nota final. No es podrà superar l'assignatura si no s'aproven les pràctiques de laboratori (nota mínima de 5)
  • Treball escrit sobre tècniques de immobilització de biocatalitzadors que és el 15% de la nota final. La nota mínima per no haver de recuperar aquest treball és un 4
  • Exposició oral que és el 5% de la nota final
  • Examen de síntesi que és el 40% de la nota final. La matèria objecte de l’examen de síntesi és el programa de l’assignatura. La nota mínima per no haver de recuperar aquest examen és un 4.

Les pràctiques de laboratori i l’exposició oral del treball de tècniques de immobilització son no recuperables.

Es considera l’assignatura superada si la mitjana de les 5 activitats avaluatives és 5 o superior sempre i quan cap activitat tingui una nota inferior a 4.

Si es dona qualsevol de les circumstàncies següents, implica una qualificació de No avaluable a l'assignatura:

  • No realitzar l'examen de síntesi
  • No realitzar les pràctiques de laboratori
  • No presentar tots dos treballs 

No es guarda cap nota pel curs vinent.

 

Programació d’activitats d’avaluació

A l’inici de l’assignatura es formaran els grups per a fer els treballs i les pràctiques de laboratori. El lliurament dels treballs escrits i les presentacions orals se comunicaran mitjançant el campus virtual.

Procés de recuperació

Els treballs escrits son eliminatoris, per tant un estudiant que hagi superat (nota igual o superior a 4) el treball no es podrà presentar a la recuperació d’aquests treballs. Caldrà recuperar obligatòriament aquells treballs on l’estudiant hagi obtingut una qualificació inferior a 4 independentment de la mitjana obtinguda segons el càlcul de l’apartat “Procés i activitats d’avaluació programades”

L’estudiant es pot presentar a la recuperació sempre que s’hagi presentat a un conjunt d’activitats que representin un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l’assignatura. D’aquests, es podran presentar a la recuperació aquells estudiants que tinguin, com a mitjana de totes les activitats de l’assignatura, una qualificació superior a 3.5.

Els examen de síntesi és eliminatori, per tant un estudiant que hagi superat (nota igual o superior a 4) el examen no es podrà presentar a la recuperació de l’examen. Caldrà recuperar obligatòriament aquet examen si l’estudiant ha obtingut una qualificació inferior a 4 independentment de la mitjana obtinguda segons el càlcul de l’apartat “Procés i activitats d’avaluació programades”

El càlcul de la nota es farà de la mateixa forma que en l’avaluació continuada.

Procediment de revisió de les qualificacions

Per a cada activitat d’avaluació, s’indicarà un lloc, data i hora de revisió en la que l'estudiant podrà revisar l’activitat amb el professor. En aquest context, es podran fer reclamacions sobre la nota de l’activitat, que seran avaluades pel professorat responsable de l’assignatura. Si l'estudiant no es presenta a aquesta revisió, no es revisarà posteriorment aquesta activitat.

Qualificacions

Atorgar una qualificació de matrícula d’honor és decisió del professorat responsable de l’assignatura. La normativa de la UAB indica que les MH només es podran concedir a estudiants que hagin obtingut una qualificació final igual o superior a 9.00. Es pot atorgar fins a un 5% de MH del total d'estudiants matriculats.

Es considerarà com a No Avaluat aquell estudiant que, no havent superat l’assignatura per avaluació continuada, no es presenti a la recuperació.

Irregularitats per part de l’estudiant, còpia i plagi

Sense perjudici d'altres mesures disciplinàries que s'estimin oportunes, es qualificaran amb un zero les irregularitats comeses per l'estudiant que puguin conduir a una variació de la qualificació d'un acte d’avaluació. Per tant, la còpia, el plagi, l’engany, deixar copiar, etc. en qualsevol de les activitats d’avaluació implicarà suspendre-la amb un zero. Les activitats d’avaluació qualificades d'aquesta forma i per aquest procediment no seran recuperables. Si és necessari superar qualsevol d'aquestes activitats d'avaluació per aprovar l'assignatura, aquesta assignatura quedarà suspesa directament, sense oportunitat de recuperar-la en el mateix curs. En aquesta situació la nota final que es reflectirà en l’acta serà un 2.

Avaluació dels estudiants repetidors

No es preveu un sistema diferent d’avaluació pels alumnes repetidors.

Activitats d'avaluació

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Examen de síntesi 40% 3 0,12 2, 3, 4, 5, 7, 10
Exposicións orals del treball de tècniques de immobilització 5% 0 0 2, 4, 6, 9, 10
Pràctiques de laboratori 25% 0 0 1, 8, 11
Treball escrit sobre els biocatalitzadors 15% 0 0 3, 8, 9, 10, 11
Treball escrit sobre tècniques de immobilització de biocatalitzadors 15% 0 0 8, 9, 10, 11

Bibliografia

Llibres:

Autor

Fersht, Alan, 1943-

Títol

Enzyme structure and mechanism / Alan Fersht

Edició

2nd. ed.

Publicació/producció

New York : W.H. Freeman, cop. 1985

Descripció

xxi, 475 p.; 24 cm

Matèria

Enzims

ISBN

0716716143

 

0716716151 (pbk.)

http://cataleg.uab.cat/record=b1323065~S1*cat

 

Autor

Dixon, Malcolm

Títol

Enzymes / by Malcolm Dixon and Edwin C. Webb

Edició

3rd ed.

Publicació/producció

London : Longman, 1979

Descripció

XXIII + 1116 p.; 24 cm

Matèria

Enzims

http://cataleg.uab.cat/record=b1016445~S1*cat

 

Autor

Linqiu, Cao

Títol

Carrier-bound immobilized enzymes : principles, applications and design / Linqiu Cao

Publicació/producció

Weinheim : Wiley-VCH, cop. 2005

Descripció

XV, 563 p. : il.; 24 cm

Matèria

Enzims immobilitzats

ISBN

3527312323

 

9783527312320

http://cataleg.uab.cat/record=b1736123~S1*cat

 

Títol

Enzyme biocatalysis : principles and applications / Andrés Illanes, editor

Publicació/producció

[Dordrecht] : Springer, 2008

Descripció

X, 391 p. : ill. ; 25 cm.

Matèria

Enzims -- Biotecnologia

 

Enzims -- Síntesi

ISBN

9781402083600

http://cataleg.uab.cat/record=b1744514~S1*cat

 

Títol

Ingeniería bioquímica / Francesc Gòdia Casablancas y Josep López Santín (editores) ; Carles Casas Alvero ... [et al.]

Publicació/producció

Madrid : Síntesis, DL 1998

Descripció

350 p. : il.; 24 cm

Col·lecció

Ciencias químicas (Síntesis). Tecnología bioquímica y de los alimentos

Matèria

Enginyeria bioquímica

ISBN

8477386110

http://cataleg.uab.cat/record=b1425826~S1*cat

 

 

Autor

Bommarius, A. S.

Títol

Biocatalysis : [fundamentals and applications] / A.S.Bommarius, B.R.Riebel

Publicació/producció

Weinheim : Wiley-VCH, 2004

Descripció

XXIII, 611 p.; 24 cm

Matèria

Enzims

ISBN

3527303448

http://cataleg.uab.cat/record=b1604211~S1*cat

 

Títol

Immobilized enzymes and cells / edited by Klaus Mosbach

Publicació/producció

Orlando (Fla.) : Academic Press, 1987

Descripció

vol. : il., gràf.; 24 cm

Col·lecció

Methods in enzymology ; 135, 136, 137

Matèria

Enzims

 

Cèl·lules

ISBN

0121820351 (vol. B)

 

012182036X (vol. C)

 

0121820378 (vol. D)

http://cataleg.uab.cat/record=b1825278~S1*cat

 

Títol

Immobilization of enzymes and cells / edited by Gordon F. Bickerstaff

Publicació/producció

Totowa : Humana Press, 1997

Descripció

XIV, 367 p.; 23 cm

Col·lecció

Methods in biotechnology ; 1

Matèria

Enzims immobilitzats

 

Enzims -- Biotecnologia

 

Cèl·lules immobilitzades

ISBN

0896033864

http://cataleg.uab.cat/record=b1465205~S1*cat

 

Títol

Protein stability and folding : theory and practice / edited by Bret A. Shirley

Publicació/producció

Totowa (N.J.) : Humana Press, cop. 1997

Descripció

X, 377 p. : gràf. , 23 cm

Col·lecció

Methods in molecular biology ; 40

 

Methods in molecular biology (Humana Press) ; 40

Matèria

Proteïnes

 

Proteïnes -- Plegaments

ISBN

0896033015

https://cataleg.uab.cat/record=b1736588~S1*cat

 

Cercadors de bibliografia científica:


Scholar Google: http://scholar.google.es/advanced_scholar_search?hl=en&lr=
Scopus: http://www.scopus.com/scopus/search/form.url?display=authorLookup
Scifinder: Software disponible a la UAB
Sience Direct: http://www.sciencedirect.com/science/journals
ISI Web of Knowledge: http://www.accesowok.fecyt.es/login/
 
Adreces Web d’interés:


Base de dades d’enzims BRENDA: http://www.brenda-enzymes.info/
National Center for Biotechnology Information: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
ExPASy (Expert Protein Analysis System) Proteomic Server: http://www.expasy.ch/