Química Biomolecular
Codi: 42427 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4313385 Química Industrial i Introducció a la Recerca Química / Industrial Chemistry and Introduction to Chemical Research | OT | 0 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Adelina Vallribera Masso
- Correu electrònic:
- adelina.vallribera@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- anglès (eng)
Equip docent
- Ramón Alibes Arques
- Joan Suades Ortuño
- Adelina Vallribera Masso
- Jean-Didier Pierre Marechal
- Xavier Ceto Alseda
- Oscar Palacios Bonilla
- Maria Isabel Pividori Gurgo
Prerequisits
Els estudiants implicats en aquest mòdul han de tenir coneixements en química (Química Analítica, Química Física, Química Inorgànica i Química Orgànica), així com coneixements en Matemàtiques, Física i Biologia. Els estudiants també haurien de tenir habilitats en la gestió d'aplicacions comuns d'Office, posseir els coneixements en anglès necessaris per a la comprensió de classes magistrals, textos científics, documents, seminaris i conferències. Els llicenciats en Química, Enginyeria Química, Ciència dels Materials, Nanociència, Ciències Ambientals, Biotecnologia, Bioquímica tenen suficient coneixements per participar en aquest mòdul.
Es requereix un nivell avançat d'anglès (nivell B1) del Marc Europeu Comú per a les llengües del Consell Europeu.
Objectius
La Química bioanalítica, biorgànica i bioinorgànica en l’era de la genòmica, proteòmica i cel·lòmica.
- Aplicar els conceptes bàsics de la química a sistemes biològics reals d'importància en l'àmbit, principalment, de la salut humana, del control mediambiental, de la seguretat alimentària i la indústria biotecnològica.
- Integrar el bio reconeixement i les reaccions biològiques a la metodologia química.
- Utilitzar les tècniques més habituals en química per analitzar, separar, identificar i sintetitzar compostos dins d'un marc biològic.
- Aplicar aquests coneixements a la resolució de problemes.
Competències
- Aplicar correctament les noves tecnologies de captació i organització d'informació per solucionar problemes en l'activitat professional.
- Aplicar els materials i les biomolècules en camps innovadors de la indústria i investigació química.
- Identificar informació de la literatura científica utilitzant els canals apropiats i integrar l'esmentada informació per plantejar i contextualitzar un tema d'investigació.
- Innovar en els mètodes de síntesi i anàlisi química relacionats amb les diferents àrees de la Química.
- Proposar alternatives per a la resolució de problemes químics complexos de les diferents especialitats químiques.
- Que els estudiants sàpiguin aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguin comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
- Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant, en gran manera, amb treball autònom a autodirigit.
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca.
- Utilitzar terminologia científica en llengua anglesa per argumentar els resultats experimentals en el context de la professió química.
Resultats d'aprenentatge
- Aplicar correctament les noves tecnologies de captació i organització d'informació per solucionar problemes en l'activitat professional.
- Aplicar mètodes generals d'anàlisi i caracterització de biomolècules.
- Diferenciar les interaccions lligand-receptor i relacionar-les amb processos de biorreconocimiento específics.
- Dissenyar estratègies de síntesi i reconèixer les propietats dels productes naturals.
- Identificar informació de la literatura científica utilitzant els canals apropiats i integrar l'esmentada informació per plantejar i contextualitzar un tema d'investigació.
- Identificar la contribució de la Química Biomolecular en aplicacions mèdiques i biomèdiques.
- Que els estudiants sàpiguin aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguin comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
- Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant, en gran manera, amb treball autònom a autodirigit.
- Reconèixer l'estructura de biomolècules i mimètics i relacionar-la amb la seva funció biològica
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca.
- Utilitzar biomolècules modificades en bioanàlisis.
- Utilitzar terminologia científica en llengua anglesa per argumentar els resultats experimentals en el context de la professió química.
Continguts
• Estructura, funció i bioreconeixement de biomolècules naturals i recombinants com enzims, antibiòtics, ADN, receptors cel·lulars, ARN, biomolècules que contenen metalls. Biomimètics.
• Molècules per a diagnòstic mèdic i teràpia
• Estructura i funció de productes medicinals naturals. Fonaments en química de productes naturals i fitoquímica.
• Tècniques computacionals en Química Biomolecular. Relació entre l'espai químic, biològic i conformacional.
• Producció de biomolècules. Anticossos monoclonals i policlonals. Proteïnes recombinants. Separació de biomolècules i etiquetatge amb nanomaterials. Bioanàlisi. Immunoassaigs, PCR, mètodes biològics catalítics.
• Integració de nanomaterials en proves de diagnòstic ràpid (flux lateral, biosensors, prova d'aglutinació, immunoassaigs) per al diagnòstic de malalties emergents.
Biomolècules i biomimètics. Estructura, funció i bioreconeixement
Continguts: Proteïnes: enzims, proteïnes d'afinitat, anticossos, dianticossos, afibodies, avimers, receptors cel·lulars. Bioreconeixement i funció: enzim / substrat; antigen / anticòs; receptor / lligand. Estructura i funció d'ADN / ARN. Amplificació. Balises moleculars. Aptamers. Polímers impresos moleculars i anticossos plàstics.
Biomolècules que contenen metalls: estructura, funció i mimètics.
Contingut: La bioquímica dels ions metàl·lics. Captació, transport i emmagatzematge d'ions metàl·lics en biologia. Transferència d'electrons,respiració i fotosíntesi. Metabolisme de l'oxigen. Altres metal·loproteïnes d'interès. Receptors d'ions metàl·lics i senyalització. Metalls en medicina.
Tècniques computacionals en química biomolecular
Contingut: especificitats de la computació en la química-biologia de la interfície. Relació entre l'espai químic, biològic i conformacional. Atrapament de lligands proteics. Dinàmica molecular. Multiescala. Avantatges, limitacions. Reactivitat en sistemes bioquímics. Exemples.
Molècules per a diagnosis per imatge
Contingut: Aspectes generals de les tècniques d'imatge. Radiofàrmacs SPECT basats en Tc-99m (propietats nuclears i químiques, reaccions en un kit i alguns exemples de radiofàrmacs tecneciats rellevants). Altres radiofàrmacs SPECT. Radiofàrmacs PET i radiotraçadors amb 18F. Radiofàrmacs terapèutics i teranòstics.
Productes naturals: biosíntesi i propietats
Contingut: Productes naturals en el descobriment de medicaments i la medicina terapèutica: resum històric. Els carbohidrats, les dolces molècules de la vida. La via de l'acetat: àcids grassos i policétidos. La ruta del mevalonat: terpenoides i esteroides. La ruta del xiquimat: aminoàcids aromàtics i fenilpropanoides. Alcaloides: molècules que han canviat el mon.
Producció, separació, modificació i determinació de biomolècules
Continguts: Aïllament i producció de biomolècules. El sistema immune: producciód'anticossos policlonals i monoclonals. Estratègies de separació. Etiquetatge amb nanopartícules i immobilització de biomolècules sobre materials nanoestructurats. Bioanàlisi: mètodes immunoquímics, assaigs d'ADN, PCR, mètodes biològics catalitzats, altres catalitzadors biològics: DNAzims, biosensors. Xips i matrius.
Nanomaterials en biociències
Continguts: Bioreconeixement amb punts quàntics modificats biològicament, nanotubs de carboni, nanopartícules metàl·liques i magnètiques: diagnòstic mèdic, nanomedicina i bioanàlisi.
Metodologia
Classes magistrals
Classes basades en resolució de problemes
Activitats cooperatives
Seminaris
Preparació i presentació oral dels treballs
Tutories
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes magistrals | 30 | 1,2 | 6, 11, 12 |
| Problemes | 8 | 0,32 | 1, 7, 13 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories | 5 | 0,2 | 5, 7, 8 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Aprenentatge autònom i d'estudi | 49 | 1,96 | 5, 9 |
| Preparació de presentacions orals i articles | 40 | 1,6 | 1, 5, 7, 9, 13 |
Avaluació
L'avaluació d'aquest mòdul tindrà en compte l'assistència i participació a classe, així com el treball i les avaluacions presentades pels estudiants. Totes les matèries són d'assistència obligatòria. Els diferents temes presentats per cada un dels professors seran avaluats per separat, mitjançant diferents tipologies d'avaluacions que inclouen exàmens escrits, proves teòriques i pràctiques, presentacions orals, discussió d'articles, preguntes breus a classe, treballs escrits, entre d’altres.
- Cada professor decideix el nombre i la tipologia de les activitats d'avaluació: presentacions orals, exàmens escrits, lliurament d'articles i petites proves escrites ...
- La nota final del mòdul serà la suma de la nota de cada professor multiplicada pel percentatge de les seves classes en l'ensenyament total del mòdul.
- Les qualificacions dels exàmens escrits han de ser superiors a 3,5 per mitjana amb altres notes del professor i / o del mòdul.
- Hi haurà un període al gener per repetir els exàmens escrits amb qualificacions inferiors a 5. Només els estudiants que hagin assistit a 2/3 de les activitats d'avaluació podran tornar a prendre aquests exàmens al gener. En el cas d'exàmens amb qualificacions inferiors a 3.5 serà obligatori per a l'alumne, en cas d'exàmens entre 4 i 5 seria opcional per a l'alumne.
- En el cas que un estudiant no arribi a una qualificació de 3,5 després de l'examen de recuperació al gener, el coordinador del mòdul podria procedir a fer la mitjana aquesta qualificació amb la resta del mòdul. No obstant això, aquesta opció només es pot considerar per dos exàmens escrits en tot el màster.
- Les qualificacions d'altres activitats d'avaluació (és a dir,presentacions orals) faran mitjana amb la resta de les notes del professor / mòdul independentment del valor. No hi haurà opció de repetir aquestes altres activitats d'avaluació.
- Una qualificació mitjana de 5.0 és obligatòria per aprovar un mòdul.
MOLT IMPORTANT: El plagi total i parcial de qualsevol dels exercicis es considerarà automàticament un SUSPENS (0) de l'exercici plagiat, del qual a més es perd el dret a recuperació. Si es repeteix lasituació, es suspendrà l'assignatura sencera. PLAGIAR és copiar de fonts no identificades d'un text, sigui una sola frase o més, que es fa passar per producció pròpia (AIXÒ INCLOU COPIAR FRASES O FRAGMENTS D'INTERNET I AFEGIR-LOS SENSE MODIFICACIONS AL TEXT QUE ES PRESENTA COM A PROPI), i és una ofensa greu. Cal aprendre a respectar la propietat intel·lectual aliena i a identificar sempre les fonts que es puguin fer servir, i és imprescindible responsabilitzar-se de l'originalitat i autenticitat del text propi.
En cas que l'estudiant realitzi qualsevol irregularitat que pugui conduir a una variació significativa de la qualificació d'un acte d'avaluació, es qualificarà amb 0 aquest acte d'avaluació, amb independència del procés disciplinari que s'hi pugui instruir. En cas que es produeixin diverses irregularitats en els actes d'avaluació d'una mateixa assignatura, la qualificació final d'aquesta assignatura serà 0.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Defensa oral dels projectes | 40 % | 6 | 0,24 | 4, 5, 8, 13 |
| Examens escrits | 30 % | 8 | 0,32 | 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 12 |
| Reports i Problemes | 30 % | 4 | 0,16 | 1, 5, 6, 11, 12 |
Bibliografia
Medicinal natural products. A biosynthetic approach, P.M. Dewick, Jonh Wiley & Sons, 2002
Química Bioinorgánica, J. S. Casas, V. Moreno, A. Sánchez, J. L. Sánchez, J. Sordo, Editorial Síntesis, Colección Biblioteca de Químicas, 2002
Bioanalytical Chemistry, S. Mikkelsen, E. Corton, Wiley, 2004
Molecular Modelling Principles and Applications - Second Edition -Andrew R. Leach - Ed: Prentice Hall 2001
Bibliografia addicional
Natural Products: their chemistry and biological significance, J. Mann, R.S. Davidson, J. B. Hobbs, D.V. Banthorpe, J. B. Harborne Prentice Hall, 1994
Natural Products Chemistry: A mechanistic and biosynthetic approach to secondary metabolism, K.B.G. Torsell, John Wiley & Sons, 1983
Inorganic Chemistry in Biology,P. C. Wilkins, R. G. Wilkins, Oxford Chemistry Primers, n. 46, Oxford University Press, 1997
Principles of Bioinorganic Chemistry, S. J. Lippard, J.M. Berg, University Science Books, 1994
Principles and Practice of Bioanalysis, R. F.Venn, (Editor), Taylor & Francis, 2000.
Bioanalytical Chemistry, A. Manz, N. Pamme, D. Iossifidis, Imperial College Press, 2004.
Principles of Chemical and Biological Sensors, D. Diamond (Editor), Wiley, 1998.
Biosensors, Elizabeth A. H. Hall, Open Univ Press, 1991
Programari
Chem Draw