(26076) Enzimología y Laboratorio (Moodle)

FACULTAD DE CIENCAS NATURALES
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
Código - Materia:
Requisitos:
Planeación para:
Intensidad horaria:
26076 – Enzimología y Laboratorio
Bioquímica, Química Orgánica II
Sexto Semestre Química 2016 – 2
3 horas teoría + 3 horas laboratorio semanas seleccionadas
Descripción general del curso
Las proteínas son biopolimeros constituidos por amino ácidos unidos mediante una
estructura química singular denominada el enlace peptídico. Estos enlaces se forman
en el centro activo de la compleja maquinaria celular denominada ribosoma siguiendo
las instrucciones contenidas en el mRNA el cual es una copia de la información
genética almacenada en el DNA. Las proteínas se encargan de llevar a cabo las
tareas celulares, desde brindar soporte estructural como llevar cabo las reacciones
químicas que permiten el funcionamiento de los seres vivos. Estas últimas son
llevadas a cabo en la gran mayoría de los casos por enzimas las cuales son proteínas
con capacidad catalítica. Las enzimas son el resultado de un diseño perfecto en el cual
el polímero de aminoácidos adopta un plegamiento dictado por las fuerzas
intermoleculares en cuestión y adopta una estructura que le permite llevar a cabo las
reacciones químicas. Este curso es una introducción al estudio de las proteínas y las
enzimas. Se discutirán temas que abarcan desde estructura proteica, procesos de
plegamiento hasta el estudio de la química orgánica de las reacciones enzimáticas.
Igualmente se dedica buena parte del curso a entender la cinética enzimática y las
herramientas desarrolladas para estudiarla. Finalmente se implementa una sesión
donde se habla del enfoque industrial de las enzimas y de la fuerza que están
ganando al reemplazar la síntesis orgánica en los procesos industriales.
Objetivos
General
Estudiar sistemáticamente las proteínas y las enzimas, explicar a partir de conceptos
químicos y del conocimiento estructural su funcionamiento. Aprender lo básico de la
teoría de purificación de las proteínas, como se estudia la cinética enzimática, que
herramientas computacionales se han desarrollado para su estudio, así como algunos
ejemplos de la aplicabilidad que tienen en los diferentes campos de la ciencia y la
tecnología.
Terminales:
Al finalizar el semestre el estudiante estará en capacidad de:
-Comprender el concepto de enzima y conocer sus características generales.
-Aprender las técnicas utilizadas en el aislamiento, purificación de proteínas.
-Entender en profundidad los aspectos cinéticos y los mecanismos que subyacen a la
actividad enzimática así como entender las distintas estrategias catalíticas empleadas
por las enzimas.
-Comprender los mecanismos de acción de algunas enzimas y saber cómo se puede
determinar experimentalmente el mecanismo de acción de una enzima.
-Conocer las aplicaciones técnicas de las enzimas y su uso a nivel industrial al igual
que las técnicas de evolución de proteínas que permiten adaptarlas a condiciones
ideales para la industria.
Específicos
De formación académica:
Unidad 1: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS
-Entender el proceso del plegamiento de las proteínas y las fuerzas que lo promueven.
-Ahondar conocimientos en las estructuras de las proteínas y como estas logran llevar
a cabo sus funciones mediante la especialización de la estructura
-Relacionar las estructuras de las proteínas con las técnicas usadas para su
purificación
Unidad 2: CATÁLISIS ENZIMÁTICA
-Conocer la historia del estudio de las enzimas, y su clasificación actual
-Conocer las características principales encontradas en el centro activo de una enzima
y las estrategias termodinámicas que le permite llevar a cabo la catálisis
-Entender las principales estructuras químicas encontradas en el centro activo de los
enzimas y conceptualizarlos con sus estrategias catalíticas
-Entender la química orgánica general llevada a cabo por las enzimas.
-Usar los conocimientos previos de cinética química para entender la cinética
enzimática y las herramientas que se han desarrollado para estudiar las reacciones
enzimáticas.
Unidad 3: APLICACIONES INDUSTRIALES DE LAS ENZIMAS
-Conocer los bioproductos y las enzimas relevantes actualmente para la industria
-Comprender la aplicabilidad de los conceptos biocataliticos en los procesos
industriales
-Conocer como la ingeniería de proteínas ha sido usada para adaptar las enzimas a
las condiciones necesarias para procesos industriales
-Entender el papel de algunos enzimas en procesos industriales importantes como la
producción de pan, de cerveza, queso, papel, la industria textil y los detergentes.
De formación de valores y capacidades
Al finalizar el curso el estudiante habrá ejercitado los siguientes valores y capacidades:




Reconocer la importancia del trabajo individual y en grupo en el proceso de
pensamiento científico
Ejercitar la capacidad de análisis crítico y de formulación de hipótesis
Aplicar los conocimientos químicos obtenidos a lo largo del pregrado en las
distintas áreas de la química en aplicaciones puntuales de la tecnología de
punta en el estudio de las biomoleculas
Aprender a discutir y sustentar hipótesis ante “peers” y entender que esta es la
base para el desarrollo de la ciencia
Metodología
Los temas se discutirán en clase usando como base conocimientos químicos y la
literatura enviada por el profesor a los estudiantes. A lo largo del curso se diversificara
el aprendizaje usando clases magistrales, talleres en clase y discusiones en grupo
donde se espera que los estudiantes participen activamente usando sus
conocimientos químicos y las lecturas de apoyo realizadas fuera de la clase.
Responsabilidades del estudiante:



Es responsabilidad del estudiante el estar al día con los talleres y lecturas
asignadas.
Antes de clase debe leer sobre el tema de la clase usando las lecturas
asignadas y cualquier otro material que hable sobre el tema en cuestión
Participar activamente de las discusiones en clase, las cuales están diseñadas
para despertar la curiosidad intelectual de las partes involucradas
Nota:
En algunas clases se administraran comprobaciones de lectura, las cuales no
requieren aviso
Evaluación:
La evaluación tiene dos componentes uno teórico y uno práctico
Nota teórica (NT)
Evaluación
Primer parcial
Segundo parcial
Tercer parcial
Seminario
Participación en clase
Exámenes cortos
Valor porcentual
20 %
20 %
20 %
20 %
10 %
10 %
Nota práctica (NP)
Evaluación
Trabajo en laboratorio*
Informes de laboratorio
Evaluaciones
Valor porcentual
30 %
50 %
20 %
* El trabajo en laboratorio incluye la asistencia a las prácticas. Solo excusas médicas o
situaciones especiales (que deben ser discutidas con el profesor) son validas.
Cualquier otra razón para no asistir al laboratorio conlleva una calificación de 1.0 en
esa práctica y las notas tomadas en ella.
Nota final (NF)
La nota final del curso se calcula como 70 % nota teórica y 30 % nota practica
NF = 0.7*NT + 0.3*NP
Siempre que la nota de la teoría sea mayor o igual a 3.0 de lo contrario se reportara
solo la nota de teoría como la definitiva para la materia.
Normas de Convivencia:



Respeto y buen trato a los demás compañeros como al profesor.
Con el objetivo de fomentar el respeto a la propiedad intelectual el plagio será
castigado con una nota de 0.1
Se recomienda el abstenerse del uso no autorizado de teléfonos celulares y
computadores durante la clase