Química Inorgânica Biológica

Código:

Q3004

Sigla:

Q3004

Nível:

300

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2021/2022 - 1S

Ativa?	Não
Unidade Responsável:	Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:B	0	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	42	162
L:CC	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2021/22	2	-	6	42	162
			3
L:F	0	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	42	162
			3
L:G	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	2	-	6	42	162
			3
L:M	0	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	42	162
			3
L:Q	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	3	-	6	42	162

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

1. Distribuição dos elementos: distribuição dos elementos na crosta terrestre, oceanos e organismos vivos; ciclos biogeoquímicos; elementos inorgânicos em sistemas biológicos.


2. 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.


3. 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.


4. Processos de transporte de oxigénio e activação de doxigénio: ligação química no dioxigénio e espécies relacionadas; ligação reversível de dioxigénio; mono-oxigenases; dioxigenases.


5. 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 (apresentações orais/resolução exercíciosos) . A nota final é calculada pela seguinte fórmula:

NF= 0,6 x T + 0,2 x L + 0,2 x AA em que

T é a média das classificações obtidas nos 3 melhores mini-testes (0-20);

L é a média das classificações obtidas nos trabalhos laboratoriais (0-20)

AA é a classificação obtida na participação nas atividades das aulas 


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.