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2020/2021

Biocatalizadores Inmovilizados

Código: 100941 Créditos ECTS: 6
Titulación Tipo Curso Semestre
2500253 Biotecnología OT 4 0
La metodología docente y la evaluación propuestas en la guía pueden experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Contacto

Nombre:
Gregorio Alvaro Campos
Correo electrónico:
Gregorio.Alvaro@uab.cat

Uso de idiomas

Lengua vehicular mayoritaria:
catalán (cat)
Algún grupo íntegramente en inglés:
No
Algún grupo íntegramente en catalán:
Algún grupo íntegramente en español:
No

Prerequisitos

Conocimiento fluido (hablado y escrito) del catalán y / o castellano

Para alcanzar los objetivos de la asignatura se recomienda tener unos sólidos conocimientos básicos en:

  • Bioquímica
  • Cinética enzimática
  • Cinética microbiana
  • Biología celular
  • Enzimología
  • Relación estructura / función de las proteínas
  • Biorreactores
  • Química orgánica

Objetivos y contextualización

La inmovilización de biocatalizadores se puede entender como toda una serie de técnicas que permiten localizar en un espacio limitado un biocatalizador, manteniendo su actividad. Por biocatalizador entiende desde un enzima en una célula, o un orgánulo celular. En el caso de células, el mantenimiento de su actividad está normalmente ligada a su viabilidad. El proceso de la inmovilización de los biocatalizadores abre todo un abanico nuevo de posibilidades en su utilización, derivados fundamentalmente del hecho de que mediante la inmovilización se pasa de tener un biocatalizador microscópico, normalmente disuelto o dispersado en un medio líquido, a un biocatalizador macroscópico, normalmente ligado a una matriz sólida. Estas posibilidades van desde el desarrollo de bioprocesos en continuo de una forma mucho más intensiva y productiva, a los sistemas de análisis basados en bioreconocimiento, como los llamados biosensores o los biochips, la mejora de los procesos de purificación.

El objetivo de la asignatura es hacer en primer lugar una presentación de las diferentes técnicas con que se puede abordar el proceso de inmovilización de biocatalizadores, haciéndose un especial énfasis en cómo hay que alterar el diseño de las partículas biocatalíticas en función de la aplicación deseada. En un segundo bloque se analizan con más detalles los aspectos asociados a los procesos físicos derivados de tener los biocatalizadores en una matriz sólida. Finalmente se analizan una serie de aplicaciones concretas, que sirven para ver el impacto de la inmovilización en la globalidad de una determinada aplicación en Biotecnología.

Se pretende fundamentalmente que se sepa establecer la relacion entre la naturaleza del biocatalizador empleado, los diferentes métodos de inmovilización disponibles y la aplicación final que se pretende desarrollar, analizando diferentes alternativas y modificaciones en el diseño de las partículas y del sistema final a desarrollar.

Competencias

  • Describir las bases del diseño y funcionamiento de biorreactores y calcular, interpretar y racionalizar los parámetros relevantes en fenómenos de transporte y los balances de materia y energía en los procesos bioindustriales.
  • Hacer una presentación oral, escrita y visual de un trabajo a una audiencia profesional y no profesional, tanto en inglés como en las lenguas propias.
  • Leer textos especializados tanto en lengua inglesa como en las lenguas propias.
  • Razonar de forma crítica.
  • Tomar decisiones.
  • Trabajar de forma individual y en equipo.

Resultados de aprendizaje

  1. Adquirir experiencia práctica en la inmovilización de biocatalizadores.
  2. Caracterizar un biocatalizador inmovilizado.
  3. Describir las propiedades catalíticas de los biocatalizadores (células y enzimas).
  4. Elegir el biocatalizador idóneo para un determinado proceso biotecnológico.
  5. Explicar las diferentes técnicas de inmovilización de biocatalizadores y las aplicaciones y potencialidades industriales.
  6. Hacer una presentación oral, escrita y visual de un trabajo a una audiencia profesional y no profesional, tanto en inglés como en las lenguas propias.
  7. Identificar las ventajas y los inconvenientes de la inmovilización de los biocatalizadores.
  8. Leer textos especializados tanto en lengua inglesa como en las lenguas propias.
  9. Razonar de forma crítica.
  10. Tomar decisiones.
  11. Trabajar de forma individual y en equipo.

Contenido

Programa de la asignatura:

• Tema 1. Introducción
• Tema 2. Inmovilización de biocatalizadores: definición y clasificación
• Tema 3. Inmovilización de biocatalizadores. ventajas
• Tema 4. Inmovilización de biocatalizadores. inconvenientes
• Tema 5. Etapas básicas durante la inmovilización de Biocatalizadores
• Tema 6. Limitaciones difusionales en los biocatalizadores inmovilizados: Externas e internas
• Tema 7. Seguimiento del proceso de inmovilización
• Tema 8. Inmovilización por adsorción
• Tema 9. Inmovilización por enlace covalente
• Tema 10. Inmovilización miedo entrecruzamiento. Autoimmobilització
• Tema 11. Inmovilización miedo atrapamiento o inclusión en una matriz
• Tema 12. Inmovilización miedo encapsulamiento en membranas

Metodología

Actividades dirigidas:

  • Clases teóricas: Clases magistrales sobre los conceptos del temario
  • Prácticas de laboratorio: Los alumnos realizaron prácticas de laboratorio en las que adquirirán experiencia práctica en la inmovilización de biocatalizadores.
  • Presentación pública de trabajos: Los alumnos expondrán oral (10-20 minutos) y públicamente un resumen de los resultados más relevantes del trabajo sobre técnicas de inmovilización y entregarán al profesor la presentación en formato digital mediante el campus virtual. Tanto la documentación de los trabajos como las presentaciones orales forman parte del contenido de la asignatura y por tanto son materia de examen

 Actividades autónomas:

  • Estudio del alumno: Estudio individual y preparación de esquemas y resúmenes
  • Elaboración informe de prácticas: trabajo en grupo de 2-4 alumnos en el que cada grupo elaborará un informe con los resultados obtenidos en las prácticas de laboratorio y entregarán al profesor el informe en formato papel (impreso) y en formato digital mediante el campus virtual
  • Redacción de trabajos: trabajo en grupo de 2-4 alumnos en el que cada grupo elaborará dos trabajos escritos. Un trabajo sobre técnicas de inmovilización y otro sobre biocatalizadores. Ambos trabajos se deben entregar al profesor en formato papel (impreso) y en formato digital mediante el campus virtual. Tanto la documentación de los trabajos como las presentaciones orales forman parte del contenido de la asignatura y por tanto son materia de examen

Actividades

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Classes teòriques 36 1,44 2, 3, 4, 5, 7, 8
Presentación pública de trabajos 4 0,16 6, 11
Prácticas de laboratorio 15 0,6 1, 9, 11
Tipo: Autónomas      
Elaboración informe de prácticas 9 0,36 8, 10, 9, 11
Estudio del alumno 49 1,96 8, 9, 11
Redacción de trabajos 34 1,36 8, 10, 9, 11

Evaluación

Proceso y actividades de evaluación programadas

A lo largo del curso se llevarán a cabo diferentes actividades de evaluación que darán lugar a la nota final de la asignatura obtenida por evaluación continuada. Concretamente las actividades evaluativas serán:

  • Trabajo escrito sobre los biocatalizadores que es el 15% de la nota final. La nota mínima para no tener que recuperar este trabajo es un 4
  • Prácticas de laboratorio que es el 25% de la nota final. No se podrá superar la asignatura si no se aprueban las prácticas de laboratorio (nota mínima de 5)
  • Trabajo escrito sobre técnicas de inmovilización de biocatalizadores que es el 15% de la nota final. La nota mínima para no tener que recuperar este trabajo es un 4
  • Exposición oral que es el 5% de la nota final
  • Examen de síntesis que es el 40% de la nota final. La materia objeto del examen de síntesis es el programa de la asignatura. La nota mínima para no tener que recuperar este examen es un 4.

Las prácticas de laboratorio y la exposición oral del trabajo de técnicas de inmovilización son no recuperables.

Se considera la asignatura superada si la media de las 5 actividades evaluativas es 5 o superior siempre y cuando ninguna actividad tenga una nota inferior a 4.

Si se da cualquiera de las siguientes circunstancias, implica una calificación de No evaluable a la asignatura:

  • No realizar el examen de síntesis
  • No realizar las prácticas de laboratorio
  • No presentar ambos trabajos

No se guarda ninguna nota para el próximo curso.

 

Programación de actividades de evaluación

Al inicio de la asignatura se formarán los grupos para hacer los trabajos y las prácticas de laboratorio. La entrega de los trabajos escritos y presentaciones orales se comunicarán mediante el campus virtual.

Proceso de recuperación

Los trabajos escritos son eliminatorios, por lo tanto, un estudiante que haya superado (nota igual o superior a 4) el trabajo no podrá presentarse a la recuperación de estos trabajos. Habrá recuperar obligatoriamente aquellos trabajos donde el estudiante haya obtenido una calificación inferior a 4 independientemente de la media obtenida según el cálculo del apartado "Proceso y actividades de evaluación programadas"

El estudiante puede presentarse a la recuperación siempre que se haya presentado a un conjunto de actividades que representen al menos dos terceras partes de la calificación total de la asignatura. De estos, se podrán presentar en la recuperación aquellos estudiantes que tengan, como media de todas las actividades de la asignatura, una calificación superior a 3.5.

El examen de síntesis es eliminatorio, por lo tanto, un estudiante que haya superado (nota igual o superior a 4) el examen no podrá presentarse a la recuperación del examen. Tendrá que recuperar obligatoriamente este examen si el estudiante ha obtenido una calificación inferior a 4 independientemente de la media obtenida según el cálculo del apartado "Proceso y actividades de evaluación programadas"

El cálculo de la nota se hará de la misma forma que en la evaluación continua.

Procedimiento de revisión de las calificaciones

Para cada actividad de evaluación, se indicará un lugar, fecha y hora de revisión en la que el estudiante podrá revisar la actividad con el profesor. En este contexto, se podrán hacer reclamaciones sobre la nota de la actividad, que serán evaluadas por el profesorado responsable de la asignatura. Si el estudiante no se presenta en esta revisión, no se revisará posteriormente esta actividad.

Calificaciones

Otorgar una calificación de matrícula de honor es decisión del profesorado responsable de la asignatura. La normativa de la UAB indica que las MH sólo se podrán conceder a estudiantes que hayan obtenido una calificación final igual o superior a 9.00. Se puede otorgar hasta un 5% de MH del total de estudiantes matriculados.

Se considerará como No Evaluado aquel estudiante que, no habiendo superado la asignatura por evaluación continuada, no se presente a la recuperación.

Irregularidades por parte del estudiante, copia y plagio

Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas, se calificarán con un cero las irregularidades cometidas por el estudiante que puedan conducir a una variación de la calificación de un acto de evaluación. Por lo tanto, la copia, el plagio, el engaño, dejar copiar, etc. en cualquiera de las actividades de evaluación implicará suspender con un cero. Las actividades de evaluación calificadas de esta forma y por este procedimiento no serán recuperables. Si es necesario superar cualquiera de estas actividades de evaluación para aprobar la asignatura, esta asignatura quedará suspendida directamente, sin oportunidad de recuperarla en el mismo curso. En esta situación la nota final que se reflejará en el acta será un 2.

Evaluación de los estudiantes repetidores

No se prevé un sistema diferente de evaluación para los alumnos repetidores.

Actividades de evaluación

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Examen de síntesis 40% 3 0,12 2, 3, 4, 5, 7, 9
Exposiciones orales del trabajo de técnicas de inmovilización 5% 0 0 2, 4, 6, 10, 9
Prácticas de laboratorio 25% 0 0 1, 8, 11
Trabajo escrito sobre los biocatalizadores 15% 0 0 3, 8, 10, 9, 11
Trabajo escrito sobre técnicas de inmovilización de biocatalizadores 15% 0 0 8, 10, 9, 11

Bibliografía

Libros:

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

 

Buscadores 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/
 
Páginas Web de 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/