Dades generals

Curs acadèmic:
2012
Descripció:
El disseny de proteïnes. Eines generals per a l'enginyeria de proteïnes. Disseny de novo i redisseny de proteïnes naturals. Aplicacions de l'enginyeria de proteïnes.
Crèdits ECTS:
3
Idioma principal de les classes:
Català
S’utilitza oralment la llengua anglesa en l'assignatura:
Poc (25%)
S’utilitzen documents en llengua anglesa:
Majoritàriament (75%)

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
MARC RIBO PANOSA

Grup RA

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
MARC RIBO PANOSA

Competències

  • CG1. - Capacitat per analitzar críticament, a partir de la recollida d'informació i la interpretació de dades, situacions complexes i dissenyar estratègies creatives i innovadores per resoldre-les.
  • CG2. - Saber comunicar-se oralment i per escrit en l'àmbit científic i professional, utilitzant les llengües pròpies i l'anglès.
  • CG3. - Treballar en equip contribuint a l'elaboració de projectes específics i multidisciplinaris.
  • CG4. - Planificar i avaluar la pròpia activitat i el propi aprenentatge i elaborar estratègies per millorar-los aplicant criteris de qualitat.
  • CG5. - Capacitat per actuar, generar propostes i prendre decisions en la investigació i en l'activitat professional amb criteris ètics i de sostenibilitat.
  • CE4 - Saber utilitzar i aplicar de forma segura la instrumentació, les tècniques i les metodologies experimentals pròpies de la disciplina.
  • Saber utilitzar i aplicar de forma segura la instrumentació, les tècniques i les metodologies experimentals pròpies de la disciplina.
  • CE-11. Comprendre els processos que determinen el funcionament dels éssers vius, els mecanismes de regulació i la seva manipulació.
  • Saber utilitzar i aplicar de forma segura la instrumentació, les tècniques i les metodologies experimentals pròpies de la disciplina.
  • CE-14. Descriure i identificar els riscos de la manipulació genètica i aplicar les normes
  • CE-16. Comprendre les principals tècniques, estratègies i metodologies per a l'estudi, utilització i millora de sistemes biològics (incloent els mètodes de cultiu cel · lular i DNA recombinant), així com per a la producció i millora animal i vegetal, d'aliments i fàrmacs obtinguts per procediments biotecnològics.

Continguts

1. Els aminoàcids i la cadena polipeptídica: propietats fonamentals dels aminoàcids. L’enllaç peptídic i la síntesi de la cadena polipeptídica. 1.The amino acids and the polypeptide chain: fundamental properties of the amino acids. Peptide bond and synthesis of the polypeptide chain.

2. Nivells d’estructuració proteica. Principals elements d’estructura secundària. Estructura súper-secundària. Dominis. Estructura terciària. Proteïnes fibroses i globulars. Estructura quaternària. 2. Levels of protein structure. Principal elements of secondary structure. Super-secondary structure. Domains. Tertiary structure. Fibrous and globular proteins. Quaternary structure.

3. Metodologies generals de caracterització estructural de proteïnes. Espectroscòpies IR, DC, UV-Vis i fluorescència. Anàlisi estructural: cristal•lografia i raigs-X, espectroscòpia de RMN i microscòpia electrònica. 3. General methodologies for the structural characterization of proteins. IR, CD, UV-Vis and fluorescence spectroscopies. Structural analysis: X-ray-crystallography, NMR spectroscopy and electron microscopy.

4. Plegament i desplegament de proteïnes: estat natiu i estat desplegat. Estabilitat i dinàmica conformacional. Mètodes d’anàlisi del plegament. Models que descriuen el plegament proteic. Plegament i agregació: malalties conformacionals. 4. Protein folding and unfolding: native and unfolded states. Conformational stability and dynamics. Methods for the folding-unfolding analysis. Protein folding models. Folding and aggregation: conformational illness.

5. Tipus principals de modificacions post-traducció i implicacions funcionals. Degradació i recanvi proteic. 5. Post-translational modifications and functional implications. Protein degradation and turnover.

6. Mètodes teòrics i computacionals per al modelat i el disseny de proteïnes. Bases de dades seqüencials i estructurals de proteïnes: PIR, SwissProt i Protein Data Bank. 6. Theoretical and computational methods for modeling and designing proteins. Sequence and structure data bases: PIR, SwissProt and Protein Data Bank.

7. Aproximacions generals a l’Enginyeria de Proteïnes: enginyeria racional, enginyeria combinatòria i disseny ‘de novo’. Tècniques bàsiques per a la modificació de proteïnes. Desenvolupament inicial de l’enginyeria de proteïnes. Estudis d’estructura-funció de proteïnes: una visió general. 7. General approaches to Protein Engineering: Rational engineering, combinatorial engineering, de novo design. Basic techniques for engineering proteins. Early developments in Protein Engineering. Structure-function studies of proteins using protein engineering: an overview.

8. Enginyeria de Proteïnes racional mitjançant la fusió de dominis proteics, inserció de segments peptídics o mutagènesi dirigida. 8. Rational Protein Engineering by fusion of protein domains, insertion of peptide segments, or site-directed mutagenesis.

9. Enginyeria de Proteïnes racional mitjançant mutagènesi dirigida: modificació de l’estabilitat, modificació del reconeixement molecular proteïna-lligand i modificació de l’activitat catalítica. 9. Rational Protein Engineering by site-directed mutagenesis: engineering stability, molecular protein-binding recognition and the catalytic activity.

10. Enginyeria de Proteïnes combinatòria: mutagènesi a l’atzar (oligonucleòtids degenerats, PCR propensa a l’error). Anàlisi sistemàtica i selecció mitjançant tecnologies de presentació de variants. 10. Combinatorial Protein Engineering: random mutagenesis (degenerate oligonucleotides, error-prone PCR). Screening and selection by display high-throughput technologies.

11. Enginyeria de Proteïnes combinatòria: DNA ‘shuffling’. 11. Combinatorial Protein Engineering: DNA shuffling.

12. Enginyeria de Proteïnes mixta (racional i combinatòria). 12. Mixed rational and combinatorial Protein Engineering.

13. Minimització de proteïnes. Disseny de proteïnes ‘de novo’. 13. Protein minimization. 'De novo' Protein Design.

14. Revisió general del present i futur de les aplicacions biotecnològiques de l’Enginyeria de Proteïnes en Biomedicina i en la Indústria. 14. Overview of present and future biotechnological applications of Protein Engineering in biomedicine and the industry. Further examples.

15. Enginyeria de Proteïnes en Ciència bàsica i aplicada. Discussió General. 15. Protein Engineering in basic and applied science. Final discussion.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Anàlisi / estudi de casos 10 5 15
Classes expositives 7 5 12
Elaboració de treballs 2 30 32
Prova d'avaluació 0 10 10
Seminaris 6 0 6
Total 25 50 75

Bibliografia

    Avaluació i qualificació

    Activitats d'avaluació:

    Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
    A partir de la informació aportada pel professor en dos seminaris, s'haurà d'elaborar un treball sobre una proteïna en concret que reculli informació del PDB i sobre l'estrcutura de la mateixa. Es valorarà la presentació del treball dins la data fixada, la presentació i el fet que s'ajusti al format i la qualitat i el rigor del mateix. 40
    Prova d'avaluació escrita sobre els continguts que s'han treballat en l'assignatura. S'avaluaran els coneixements assolits en relació als continguts treballats en l'assignatura. Es superarà l'assignatura quan la suma de les diferents parts superi els 5.0 sobre 10. 60

    Qualificació

    Es superarà l'assignatura quan la suma de les diferents parts superi els 5.0 sobre 10.

    Criteris específics de la nota «No Presentat»:
    Es considerarà un no presentat quan l'estudiant no es presenti a la prova d'avaluació escrita i/o no entregui el treball.

    Assignatures recomanades

    • Biologia molecular
    • Bioquímica
    • Experimentació en bioquímica
    • Pràctiques de biologia molecular