Enzimoloxía

-Describir e identificar as características xerais das enzimas.
-Identificar os factores que afectan á actividade enzimática.
-Definir e aplicar os métodos de ensaio da actividade enzimática.
-Examinar os métodos de illamento e purificación de enzimas.

Teoría:

Tema 1: As enzimas como catalizadores biolóxicos. Nomenclatura e clasificación.
Concepto de enzima, perspectiva histórica; conceptos e termos relacionados. Características da catálisis enzimática: especificidade; eficiencia catalítica; regulación. Mecanismos de acción enzimática. Deseño de novas enzimas. Isoenzimas. Sistemas multienzimáticos.

Tema 2: Coenzimas.
Características xerais de coenzimas, cofactores e grupos prostéticos. Relación coas vitaminas.
Coenzimas de oxidorreducción. Coenzimas de transferencia de grupos funcionais.

Tema 3: Cinética das reaccións enzimáticas.
Cinética das reaccións monosustrato. Modelos cinéticos de Michaelis-Menten e de Briggs-Haldane. Determinacións gráficas de Km e Vmax. Unidades de actividade enzimática. Factores que afectan a velocidade dunha reacción catalizada por enzimas. Significado dos parámetros cinéticos Km, Vmax e Kcat. Poder catalítico dunha enzima..

Tema 4: Modificación da actividade enzimática: efecto da contorna física.
Efecto do pH: pH e estabilidade enzimática; ionización de residuos esenciais; influencia do pH sobre os parámetros cinéticos. Efectos da temperatura, polaridad do disolvente e forza iónica. Estabilidade térmica das enzimas. Inactivación por calor.
Inhibición da catálisis enzimática. Tipos e importancia dos inhibidores enzimáticos. Inhibición por exceso de substrato. Inhibición por produto. Inhibición irreversible: tipos, substratos suicidas.
Activación enzimática.

Tema 5: Regulación da actividade enzimática: alosterismo.
Cooperatividad e alosterismo. Efectos homo e heterotrópicos.
Modelos moleculares que explican a cooperatividad. Modelo de simetría ou concertado de Monod-Wyman e Changeux (MWC). Modelo secuencial de Kosland, Nemethy e Filmer (KNF).
Modelos matemáticos que explican a cooperatividad. Detección e medida da cooperatividad. Ecuacións de Hill e de Adair. Representacións gráficas.

Tema 6: Regulación da actividade enzimática: modificacións covalentes das enzimas.
Importancia biolóxica. Conceptos de modificación covalente, segundo mensaxeiro e activación en fervenza. Tipos de modificación covalente. Fosforilación de proteínas: quinasas. Proteín fosfatasas. Interrelaciones entre sistemas quinasa-fosfatasa. ADP-ribosilación. Adenililación. Activación proteolítica de enzimas; exemplos representativos: enzimas dixestivas, caspasas e apoptosis.

Tema 7: Cinética das reaccións bisustrato.
Clasificación dos mecanismos de reacción. Tratamentos matemáticos e análises gráficas: mecanismo secuencial ordenado; mecanismo secuencial ao azar; mecanismo de Theorell-Chance; mecanismo de dobre desprazamento (ping-pong). Métodos para determinar os mecanismos das reaccións bisustrato.

Tema 8: Estratexias de expresión da actividade enzimática.
Regulación da síntese e degradación da enzima. Sistemas enzimáticos organizados e Isoenzimas. Complexos multienzimáticos.

Tema 9: A mestura de reacción na determinación da actividade enzimática.
Métodos de medida da velocidade de reacción e das constantes de velocidade. Técnicas de medida da actividade enzimática: espectrofotometría, fluorescencia, métodos radioactivos. Reaccións axustadas.

Tema 10: Métodos de illamento e purificación de enzimas.
Extracción e purificación. Concepto de purificación enzimática. Rotura de células e tecidos. Natureza do medio de extracción e protección da actividade. Concentración e purificación das enzimas. Tipos de cromatografía e electroforesis (desnaturalizante, capilar, isoelectroenfoque), recoñecemento mediante western-blotting. Aplicacións de técnicas cromatográficas (tipos) e electroforéticas (tipos: desnaturalizante, capilar, isoelectroenfoque) á purificación de enzimas, recoñecemento mediante western-blotting.

Prácticas:

1.- Extracción de enzimas libre de células mediante homoxenización, centrifugación, separación cromatográfica.
2.- Electroforesis desnaturalizante e western-blotting.
3.- Determinación da actividade enzimática. Estudo do efecto do pH.
4.- Determinación dos parámetros cinéticos dunha enzima en presenza e en ausencia dun inhibidor.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

- NÚÑEZ DE CASTRO, IGNACIO. Enzimología. Ediciones Pirámide. Madrid 2012.
- PRICE, NICHOLAS C. y STEVENS, LEWIS. Fundamentals of Enzymology: The Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins. 3rd Ed. Oxford University Press. New York 2000.
- CORNISH-BOWDEN, ATHEL. Fundamentals of Enzyme Kinetics. 4th Ed. Wiley-Blackwell, Weinheim 2012.
- FERSHT, ALAN. Structure and Mechanism in Protein Science: A Guide to Enzyme Catalysis and Protein Folding.W.H. Freeman and Company. New York 1999.
- SEGEL, IRWIN H. Enzyme kinetics: behaviour and analysis of rapid equilibrium and steady state enzyme systems. John Wiley & Sons, New York 1993.
- NELSON, D.L. & COX, M.M., Lehninger Principios de Bioquímica, 7ª ed., Ed. Omega, Barcelona, 2018.
- TYMOCZKO, J.L., BERG, J.M. & STRYER, L., Bioquímica, 7ª ed., Ed. Reverté; Barcelona, 2012 (versión electrónica).
- VOET, D., VOET, J. & PRAT, C.W., Fundamentos de bioquímica: la vida a nivel molecular. 4ª ed., Ed. Panamericana, Buenos Aires, 2016 (versión electrónica).
- MCKEE, T. & MCKEE, J.R. Bioquímica: las bases moleculares de la vida. 7ª ed., Ed. McGRawHill Interamericana, México, 2020 (versión electrónica).
- HERRERA, E., RAMOS, M.P., VIANA, M., Bioquímica básica. Ed. Elsevier, Barcelona, 2014

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

- GE Healthcare, Principles & Methodology Handbooks (acceso libre)
https://www.cytivalifesciences.com/en/es/support/handbooks
- SEBBM: Videos y experimentos on-line
https://www.sebbm.es/web/es/divulgacion/rincon-profesor-ciencias/recurs…

Con06: Comprender en profundidade os principais procesos fisiolóxicos e metabólicos dos organismos multicelulares, así como identificar e explicar as bases moleculares e a regulación dos devanditos procesos.
Con10: Adquirir coñecementos e distinguir as distintas aplicacións dos principais métodos experimentais e de instrumentación.
H/D03: Utilizar os principios químicos e termodinámicos da biocatálisis e o papel das enzimas no funcionamento das células e organismos.
Comp04: Actuar con profesionalidade rexéndose por principios éticos, de rigor científico e de desenvolvemento sostible.
Comp07: Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e da comunicación.

- As clases expositivas ou maxistrais (30 horas) serán impartidas polos profesores encargados da materia, empregando presentacións audiovisuais por computador con proxector de vídeo, coa axuda de anotacións no encerado.
- As clases prácticas de laboratorio (15 horas) incluirán unha introdución teórica e guións que detallen os procedementos a desenvolver.
- Nos seminarios interactivos (3 horas) os alumnos presentarán oralmente traballos realizados en grupo relacionados cos temas da materia.
- A orientación de todas as actividades e tarefas realizadas polos estudantes será realizada polos profesores nas sesións de tutoría en grupo (3 horas). Tamén realizarán un traballo individual consistente na resolución de problemas.
- Utilizarase de forma continuada como apoio á docencia o Campus Virtual da USC.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o establecido na "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión das cualificacións".

Para a avaliación da materia teranse en conta 4 apartados: exame teórico, prácticas de laboratorio, presentación de traballos e participación activa en clases e debates.
O exame final (60% da cualificación final, complementaria á avaliación continua) será un exame único, cuxa data de realización é asignada polo Centro e é coñecida antes do inicio do Curso Académico. Trátase dun exame tipo test, que consta de 100 preguntas con 4 respostas das cales só unha será correcta. Ademais, o exame completarase con varias preguntas curtas. O tempo de realización do exame será de 2 horas.
Competencias avaliadas: Con06, H/D03.
Prácticas de laboratorio (15% da valoración final) os coñecementos adquiridos avaliaranse mediante un exame escrito (10% da nota final) que se efectuará á conclusión das prácticas. A valoración do caderno de prácticas e da actitude no traballo de laboratorio suporá o 5% restante da nota final.
Competencias avaliadas: Con10, Comp04.
Presentación de traballos (15% da cualificación final) valoraranse aspectos como a estrutura do traballo, a calidade da información e a presentación oral.
Competencias avaliadas: Con06, Comp04, Comp07.
Avaliación continua (10% da cualificación final) valorarase a participación activa en clase e a resolución de problemas (tamén nas tutorías en grupo).
Competencias avaliadas: Con06, H/D03, Comp04, Comp07.

A materia consta de 6 créditos ECTS. O número total de horas de traballo do estudante é de 150 horas, das cales o 34% son presenciais e ol 66% son horas de traballo autónomo do alumno. A distribución detallada do tempo de traballo do alumno é a seguinte:

Clases maxistrais: 30 h presenciais / 69 h traballo autónomo
Seminarios: 3 h presenciais / 9 h traballo autónomo
Prácticas: 15 h presenciais / 15 h traballo autónomo
Titorías en grupo: 3 h presenciais / 9 h traballo autónomo
Realización de exames e revisión: 4 h presenciais

Recoméndase a asistencia ás clases teóricas e a resolución de dúbidas nas titorías.
Prestar atención nas clases teóricas, seminarios e prácticas.
Levar a materia ó día e profundizar nos contidos presentados nas clases de teoría utilizando a bibliografía recomendada

Os idiomas de docencia son castelán e galego.
A cualificación da 2ª oportunidade farase en base aos resultados obtidos nun exame final similar ó feito na 1ª oportunidade da convocatoria correspondente e ás valoracións obtidas nos demáis apartados obxecto de cualificación (prácticas, traballos, avaliación continua; que en ningún caso teñen carácter obligatorio) que se conservarán nas dúas oportunidades de cada convocatoria.
Soamente os alumnos que non realizaran ningunha actividade durante o curso serán cualificados con “Non Presentado”.