CURSO: BIOMOLECULAS Y ENZIMOLOGIA
TRADUCCION: BIOMOLECULES AND ENZYMOLOGY
SIGLA: BIO286
CREDITOS: 09
MODULOS: 03
REQUISITOS: SIN REQUISITOS
DISCIPLINA: BIOLOGIA
I. OBJETIVOS
Los alumnos deberan familiarizarse con: 1) La estructura de las biomoleculas (proteinas, acidos nucleicos, hidratos de carbono y lipidos) y SUS propiedades, de modo que en los cursos posteriores puedan abordar su funcion y transformaciones metabolicas; 2) las bases de la catalisis enzimaticas. En el curso se dara especial enfasis a aspectos cuantitativos, y se discutira algunos articulos cientificos relacionados con la materia a tratar.
II. CONTENIDOS
1. Los bioelementos; impotancia del carbono en las biomoleculas.
2. Bioquimica del agua
2.1 Estructura y propiedades, el enlace de hidrogeno
2.2 Soluciones
2.3 pH, amortiguadores, punto isoionico
2.4 Propiedades coligativas; presion osmotica
2.5 Tension superficial, capilaridad.
3. Estructura de proteinas
3.1 Los aminoacidos
3.1.1 Nomenclatura, clasificacion, estructura
3.1.2 Estereoquimica, Fischer vs. Cahn, Ingold & Prelog
3.1.3 Propiedades ionicas, curva de titulacion
3.1.4 Metodos cromatograficos; cromatografia de intercambio ionico
3.1.5 Propiedades espectrales
3.1.6 Propiedades quimicas; cuantificacion
3.2 El enlace pertico.co. Caracteristicas estructurales y sus importancia
3.3 Clasificacion de las proteinas.
3.4 Estructura primaria de las proteinas
3.4.1 Determinacion de la composicion de aminoacidos
3.4.2 Metodos para secuenciar proteionas
3.4.3 Homologias y su significado
3.5 Estructura tridimensional de la proteinas
3.5.1 Interacciones debiles que mantienen el plegamiento proteico.
3.5.2 Estructura secundaria: a helix, hoja plegada, vueltas beta
3.5.3 Estructura espacial de proteinas fibrosas; el colageno
3.5.4 Estructura terciaria y cuaternaria de proteinas globulares. Ejemplos: mioglobina, hemoglobina, anticuerpos.
3.6 Comportamiento de proteinas en solucion.
3.6.1 Punto isoelectrico, salting in, salting out
3.6.2 Comportamiento en un campo electrico-electroforesi
3.6.3 Separacion de proteinas; cromatografia de filtracion molecular, dialisis
3.6.4 Desnaturacion de las proteinas
3.6.5 Peso molecular de las proteinas. Metodos de determinacion
3.6.6 Cuantificacion de proteinas.
4. Los hidratos de carbono.
4.1 Nomenclatura, estereoquimica.
4.2 Monosacaridos, clasificacion.
4.2.1 Estructura de Fischer. Propiedades quimicas. Poder reductor.
4.2.2 Estructura de Haworth, anomeros, enlaces glicosidicos.
4.2.3 Estructura "silla".
4.2.4 Los monosacoanridos mas importantes y sus propiedades.
4.2.5 Cuantificacion de azucares.
4.2.6 Derivados importantes de monosacaridos.
4.3 Oligosacaridos. Estructura y configuracion.
4.3.1 Derivados importantes de monosacaridoson.
4.3.2 Hidrolisis acida y enzimatica.
4.3.3 Metodos para determinar su estructura: metilacion, oxidacion por peryodato.
4.4 Polisacoanridos. Homo- y Heteroglicano; extremos reductor y no reductor.
4.4.1 Almidon y glicogeno. Estructura y propiedades.
4.4.2 Celulosa. Estructura y propiedades.
4.4.3 Heteroglicanos. Hemicelulosas, glicosaminoglicanos.
4.4.4 Heteroglicano; extremos reductor y no reductor.
4.4.5 Glicoproteinas y glicolipidos.
5. Lipidos.
5.1 Caracteristicas fundamentales.
5.2 Los acidos grasos. Clasificacion, propiedades fisicas y quimicas.
5.3 Grasas y aceites. Ceras.
5.3.1 Estructura y propiedades fisica.
5.3.2 Propiedades quimicas. Hidrogenacion, saponificacion
5.4 Glicerofosfatidos. Propiedades.
5.5 Esfingolipidos. Propiedades.
5.6 Esteroides y terpenos.
5.6.1 Nomenclatura y estereoquimica-el colesterol.
5.6.2 Vitaminas liposolubles y hormonas esteroidales.
5.7 Prostaglandinas y derivados. Generalidades.
6. Caracteristicas de las membranas biogicas.
6.1 Propiedades de una bicapa lipida-
6.2 Proteinas de membrana.
6.3 Propiedades fisico-quimicas de las membranas.
7. Acidos nucleicos.
7.1 Los ladrillos fundamentales.
7.1.1 Bases, nucleosidos y nucleotidos.
7.2 Estructura de de la cadena polinucleotica DNA y RNA
7.2.1 Determinacion de la estructura primaria de DNA.
7.2.2 Sintesis quimica de oligonucleo tidos.
7.3 Estructura secundaria del DNA. El modelo de Watson y Crick.
7.4 Estructura terciaria de DNA.
7.5 Desnaturacion y renaturacion del DNA.
7.6 El RNA: Estructura, tipos de RNA y sus caracteristicas.
7.7 Nucleoproteinas
8. Catalisis.
8.1 Conceptos basicos de cinetica quimica.
8.2 Efecto de un catalizador soreaccion quimica.
8.2.1 Catalisis quimica vs catalisis enzimatica.
8.3 La ecuacion de Michaelis. Su derivacion. Condicion de estado estable.
8.3.1 Significado de KM, Vmax y Kcat; numero de recambio.
8.3.2 Determinacion experimental de los parametros cineticos.
8.3.3 Uso de graficos linearizados para la determinacion de KM y Vmax.
8.4 Accion de efectores sobre enzimas. Activadores e inhibidores.
8.4.1 Inhibicion reversible e irreversible.
8.4.2 Tipos cineticos de inhibidores reversibles.
8.5 Enzimas regulatorias
8.5.1 Cooperatividad. Expresion cinetica. Ecuacion de Hill.
8.5.2 Alosterismo. Efectores positivos y negativos.
8.5.3 Regulacion por modificacion covalente. Fosforilacion; activadad de enzimatica.
8.6 Efecto de temperatura y pH sobre la actividad enzimatica.
8.7 Metodos para medir actividad enzimatica.
8.7.1 Requisitos para un buen ensayo
8.7.2 Unidades ode de actividad enzimatica.
8.8 Purificacion de enzimas. Importancia en su estudio.
8.8.1 Tabla de purificacion. Actividad especifica.
8.9 Vitaminas y coenzimos.
8.9.1 Participacion en la catalisis.
8.9.2 Ejemplos.
8.10 Naturaleza proteica de las enzimas.
8.10.1 Estructura del sitio activo de las enzimas.
8.10.2 Estudio del sitio activo por modificacion quimica.
8.10.3 Modelos del sitio activo: chapa-llave; encaje inducido.
8.11 Mecanismo de accion de las enzimas.
8.11.1 Tipos de catalisis. Aspectos fisico-quimicos.
8.11.2 Ejemplos: carboxipeptidasa, lisozima, etc.
8.12 Isoenzimas. Su significado. Lactado deshidrogenasa
8.12.1 Zimogramas.
8.13 Uso de enzimas e isoenzimas en diagnostico clinico.
8.14 Uso de enzimas con fines biotecnologicos e industriales.
8.15 Ingenieria de proteinas. Mutagenesis sitio-especifica.
III. METODOLOGIA
- Curso teorico, con clases expositivas, reuniones de discusion y presentaciones por parte de los alumnos. El curso posee una pagina Web donde se incluira el programa e informacion sobre el curso, ejercicios, lecturas adicionales, resultados de las interrogaciones y conexiones a otros sitios Web de interes y a programas para visualizacion tridimensional de moleculas.
IV. BIBLIOGRAFIA
Minima:
Donald Voet y Judith G. Voet. Biochemistry. 2? edicion, (puede tambien utilizarse la 1? edicion, 1990), John Wiley and Sons. 1995.
CK Mathews y KE van Holde. Biochemistry 2? edicion, Benjamin/ Cummings. 1996.
J. Stenesh. Biochemistry. Plenum Press. 1998.
Textos de consulta:
A.L. Lehninger. Principles of Biochemistry, 1? edicion, Worth Publisher. 1982 o 2? edicion, 1993.
L. Stryer. Biochemistry. 4? edicion, W.H. Freeeman. 1995.
G. Zubay. Biochemistry. 3? edicion Macmillan Publishing Co, 1993.
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE*