Química Inorgânica Biológica
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Química |
Ocorrência: 2019/2020 - 1S
Ciclos de Estudo/Cursos
Língua de trabalho
Português - Suitable for English-speaking students
Objetivos
Esta unidade curricular é uma introdução à química bioinorgânica, com especial relevância para o papel desempenhado por iões metálicos em processos biológicos. Assim, o principal objectivo do curso é proporcionar formação básica nesta área interdisciplinar, aplicando os conhecimentos básicos de química já adquiridos pelos estudantes (química de coordenação, ácido-base, oxidação-redução, termodinâmica e cinética) a casos selecionados de bioinorgânica. Serão abordados os seguintes temas: 1) Papel dos metais em sistemas biológicos; 2) Metaloenzimas com funções hidrolíticas; 3) Metaloproteínas de transferência electrónica; 4) Papel dos metais em transporte e ativação de dioxigénio; 5) Metais em medicina.
Resultados de aprendizagem e competências
No final do curso os estudantes deverão ser capazes de:
Aplicar os princípios básicos de química inorgânica e química geral a problemas interdisciplinares na área da química bioinorgânica.
Descrever os principais papéis dos iões metálicos em processos biológicos, identificando as características químicas adequadas para cada função.
Descrever o papel de metais em enzimas envolvidas em reações de ácido-base.
Descrever o papel de metais em processos de transferência electrónica em sistemas biológicos.
Descrever como é efetuado o transporte de oxigénio em diversas espécies e identificar quais os centros metálicos envolvidos nesta função.
Descrever o tipo de centros metálicos envolvidos na ativação de dioxigénio.
Identificar os principais mecanismos de toxicidade de metais e as defesas biológicas contra tais efeitos.
Identificar algumas aplicações de compostos inorgânicos em medicina.
Determinar experimentalmente atividades enzimáticas por espetrofotometria usando software adequado (Excel).
Usar dados experimentais para obter informação sobre a estrutura molecular do centro metálico em metaloproteínas.
Extrair metaloproteínas de algumas fontes naturais.
Comunicar de forma oral e escrita usando a linguagem específica da área e recorrendo a software comum (Word, Powerpoint).
Adicionalmente, os estudantes deverão também ter melhorado as suas competências transversais, nomeadamente:
Capacidade de trabalho em grupo.
Utilização de meios informáticos para tratamento de dados e comunicação.
Utilização de ferramentas web para pesquisa de informação.
Capacidade de comunicação escrita e oral científica.
Capacidade de análise e interpretação de dados.
Modo de trabalho
Presencial
Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)
Os estudos devem ter frequentado as UCs introdutórias de Química I e Química II (e laboratórios) e de Química Inorgânica.
Programa
- Distribuição dos elementos: distribuição dos elementos na crosta terrestre, oceanos e organismos vivos; ciclos biogeoquímicos; elementos inorgânicos em sistemas biológicos.
- Reações de ácido-base em sistemas biológicos e papel dos catiões metálicos: tipos de reações de ácido-base (revisões); escala de acidez e carácter ácido de catiões metálicos; factores cinéticos; resíduos de aminoácidos envolvidos em reações de ácido-base; enzimas dependentes de magnésio; enzimas dependentes de zinco; enzimas dependentes de outros metais.
- Reações de oxidação-redução: tipos de reações em sistemas biológicos; potencial de redução; proteínas hémicas e enzimas; proteínas de ferro-enxofre; proteínas de cobre; proteínas de molibdénio e tungsténio; exemplos de algumas proteínas envolvidos em processos de oxidação-redução em sistemas biológicos.
- Processos de transporte de oxigénio e activação de doxigénio: ligação química no dioxigénio e espécies relacionadas; ligação reversível de dioxigénio; mono-oxigenases; dioxigenases.
- Introdução aos metais e metaloides. Disfunção da homeostase do cobre e do ferro. Metais em terapia.
Bibliografia Obrigatória
R. R. Crichton; Biological inorganic Chemistry, Elsevier, 2012. ISBN: 978-0-444-53782-9
Bibliografia Complementar
E. Ochiai; Bioinorganic Chemistry, Elsevier, 2008. ISBN: 9780120887569
Dieter Rehder; Bioinorganic Chemistry, OUP, 2014. ISBN: 978-0-19-965519-9
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
Os tópicos serão apresentados e discutidos com os estudantes nas aulas, com recurso a estudo de casos para reforçar e aplicar os conhecimentos adquiridos. Nestes estudos de casos serão também abordadas algumas técnicas para caracterização e os estudantes efetuarão exercícios de análise e interpretação de dados. Estes estudos de caso serão também usados para treinar as capacidades de busca de informação relevante na internet, bem como as capacidades de comunicação oral e escrita. A unidade curricular inclui também uma componente laboratorial, onde se aprenderão algumas técnicas de extração, purificação e caracterização de biomoléculas.
Palavras Chave
Ciências Físicas > Química > Quimíca inorgânica
Ciências Físicas > Química > Bioquímica
Tipo de avaliação
Avaliação distribuída sem exame final
Componentes de Avaliação
Designação |
Peso (%) |
Participação presencial |
10,00 |
Teste |
60,00 |
Trabalho escrito |
10,00 |
Trabalho laboratorial |
20,00 |
Total: |
100,00 |
Componentes de Ocupação
Designação |
Tempo (Horas) |
Estudo autónomo |
120,00 |
Frequência das aulas |
42,00 |
Total: |
162,00 |
Obtenção de frequência
Os estudantes deverão estar presentes em mais de 3/4 das aulas previstas.
Fórmula de cálculo da classificação final
O aluno é aprovado à unidade curricular se a sua nota final (NF) for igual ou superior a 9,5. A avaliação será efectuada através das seguintes componentes:- Quatro mini-testes a efectuar durante as aulas.- 4 trabalhos laboratoriais e respetivos relatórios- Participação nas atividades das aulas- Monografia/apresentação oral.A nota final é calculada pela seguinte fórmula:NF= 0,6 x T + 0,2 x L + P + 0,1 x M em que T é a média das classificações obtidas nos mini-testes (0-20);L é a média das classificações obtidas nos trabalhos laboratoriais (0-20)P é a classificação obtida na participação nas atividades das aulas (0; 0,5; 1; 1,5 ou 2), M é a classificação obitda na monografia/apresentação oral.No caso de um estudante não efectuar qualquer das avaliações a classificação a essa componente será zero.
Avaliação especial (TE, DA, ...)
Os trabalhadores estudantes e outros estudantes que comprovadamente não possam assistir às aulas poderão substituir as componentes de avaliação presenciais por um trabalho a combinar com o professor.
Melhoria de classificação
Os estudantes podem melhorar a classificação de 2 dos 4 testes efetuados em data a combinar, durante a época de exames normal. As restantes componentes só poderão ser melhoradas por frequência completa à UC no próximo ano letivo.