Engenharia Enzimática

Código:

EBE0189

Sigla:

EENZ

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biológica
OFICIAL	Engenharia de Bioprocessos

Ocorrência: 2016/2017 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	15	Plano de estudos oficial	3	-	6	70	162
MIEQ	20	Plano de estudos oficial	4	-	6	70	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Pretende-se que os estudantes compreendam a essência dos processos biocatalíticos baseados em enzimas; consigam modelizar cinéticas de reacções catalizadas por enzimas e de reacções de desactivação de enzimas; e adquiram a capacidade de simular biorreactores enzimáticos, no intuito da sua concepção e optimização individual e quando integrados em processos.

Pretende-se ainda conferir aos estudantes aptidões básicas para conceber, dimensionar e optimizar a operação de reactores enzimáticos em sistemas diversos; e consequentemente reforçar a sua proficiência no desenvolvimento e implementação de processos industriais de base biotecnológica incorporando tecnologia enzimática.

Resultados de aprendizagem e competências

 

Ao completar esta unidade curricular o estudante deve ser capaz de:

• Conhecer o papel das enzimas nas aplicações biotecnológicas
• Documentar as principais aplicações tecnológicas das enzimas
• Conhecer as propriedades das enzimas e o seu modo de funcionamento
• Identificar os tipos de mecanismos de catálise enzimática
• Descrever o processo de biocatálise em meios não convencionais
• Modelizar a cinética enzimática
• Obter o modelo cinético através do mecanismo de reacção
• Descrever a utilidade dos biossensores enzimáticos
• Conhecer os tipos de inibição enzimática
• Descrever os tipos de imobilização enzimática
• Calcular o efeito da imobilização enzimática na sua cinética
• Conhecer os principais tipos de reactores enzimáticos
• Modelizar os principais tipos de biorreactores enzimáticos

 

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

n.a.

Programa

 

1. Propriedades gerais de enzimas. Caraterísticas gerais dos aminoácidos. Classificação e nomenclatura das enzimas. Níveis de estrutura das enzimas. Relação estrutura/função numa enzima. Teorias de funcionamento das enzimas. Especificidade das enzimas. Tipos principais de mecanismos de catálise enzimática.

 

2. Biocatálise em sistemas não-convencionais: Biocálise aquosa. Biocatálise em solventes orgânicos, líquidos iónicos, fluidos supercríticos, sistemas sólido-sólido e sistemas sólido-líquido. Efeito da água na atividade e estabilidade enzimáticas.

 

3. Tecnologias enzimáticas. Principais aplicações industriais de enzimas. Biossensores e diagnósticos clínicos enzimáticos.

 

4. Cinética e estabilidade enzimáticas. Modelo de Michaelis-Menten. Modelos alternativos e complementares. Obtenção gráfica de constantes cinéticas. Actividade e estabilidade enzimáticas. Efeito do pH e temperatura na cinética enzimática. Tipos de inibição química.

 

5. Imobilização de enzimas. Tipos de suporte e técnicas de imobilização (adsorção, ligação iónica, ligação covalente, reticulação, microencapsulação e oclusão). Efeitos nas propriedades e cinética enzimáticas (conformacionais, de partição e de transferência de massa). Limitações difusionais externas e internas. Factores de eficiência.

 

6. Reactores enzimáticos: Classificação. Principais tipos de reactores ideais e respetivas equações. Reactores reais: distribuição de tempos de residência e grau de mistura.

 

Bibliografia Obrigatória

James M. Lee; Biochemical engineering. ISBN: 0-13-085317-8
Andreas S. Bommarius, Bettina R. Riebel; Biocatalysis. ISBN: 978-3-527-30344-1

Bibliografia Complementar

James E. Bailey, David F. Ollis; Biochemical engineering fundamentals. ISBN: 0-07-066601-6
Cabral J.M.S., Aires-Barros M.R., Gama M. ; Engenharia Enzimática. , Lidel – edições técnicas, Lda., 2003

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição formal dos fundamentos teóricos e metodologias de abordagem e resolução de problemas, designadamente de dimensionamento de biorreatores enzimáticos. Artigos relevantes para a unidade curricular serão apresentados e discutidos pelos estudantes. Os estudantes também realizarão trabalhos laboratoriais ilustrativos, e terão oportunidade de entregar probemas resolvidos em grupo.

 

Software

Acrobat Professional 9.0 Win AOO License IE
Microsoft

Palavras Chave

Ciências Naturais > Ciências biológicas > Engenharia biológica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Defesa pública de dissertação, de relatório de projeto ou estágio, ou de tese	15,00
Exame	50,00
Trabalho escrito	10,00
Trabalho laboratorial	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	10,00
Estudo autónomo	70,00
Frequência das aulas	45,00
Trabalho de investigação	7,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Entrega de relatórios e problemas, e apresentação oral.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final será calculada de acordo com os seguintes componentes de avaliação:

Exame final (50%).

Seminário: apresentação e discussão de um artigo científico sobre cinética/biorreactores, ou uma tecnologia industrial envolvendo enzimas (15%).

Trabalhos de casa: 2 problemas (2x5%=10%)

Relatórios dos trabalhos experimentais (25%).

 

Para obtenção de classificação positiva, o estudante deverá obter uma classificação global mínima de 9.5 valores. No entanto, o exame final deverá ter uma classificação superior a 6 valores.

Provas e trabalhos especiais

n.a.

Trabalho de estágio/projeto

n.a.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Estes estudantes poderão ser dispensados da avaliação contínua, com a excepção da componente laboratorial.

 

Melhoria de classificação

Apenas do exame. Para os estudantes ordinários, a nota dos trabalhos vale para todo o ano lectivo, e não poderá ser substituída por outro tipo de prova.

 

Observações

n.a.