Química Bioinorgânica

Código:

MI073280

Sigla:

QUIBIO

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Físicas

Ocorrência: 2010/2011 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Laboratório de Química Aplicada
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MICF	17	MICF - Plano Oficial	4	-	4	52	108

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Estudar a relação entre elementos/compostos inorgânicos e sistemas biológicos, e a importância daqueles a nível fisiológico e patológico. Tomar conhecimento do interesse de compostos inorgânicos nas áreas médica e farmacêutica. Adquirir competências para o estudo deste tipo de questões a nível laboratorial.

Programa

Componente teórica
PARTE I – ASPECTOS GERAIS: 1. Origem e especificidade dos metais nos sistemas biológicos. Propriedades dos iões metálicos e seus ligandos nos sistemas biológicos. Principais funções biológicas em que participam iões metálicos. 2. Fundamentos de química de coordenação. 3. Metodologias e técnicas instrumentais usadas em química bioinorgânica (alguns destaques, numa perspectiva de laboratório de bioquímica clínica).
PARTE II – ASPECTOS FUNDAMENTAIS DA QUÍMICA BIOINORGÂNICA DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS: 1. FERRO. Aspectos gerais. Hemoproteínas. Biosíntese do heme. Hemoglobina e Mioglobina. Afinidade para o O2. Ligação cooperativa e efeito de Bohr. Citocromos. Catalases. Peroxidases: haloperoxidases; mieloperoxidase. Proteínas de Fe – S. Sistemas com a unidade Fe – O – Fe. Metabolismo do Ferro. 2. ZINCO. Aspectos gerais. Principais funções das metaloproteínas de zinco. Alguns destaques: anidrase carbónica; carboxipeptidase. Outras Zn-hidrolases: fosfatase alcalina; aminopeptidases; metaloproteases da matriz. Outras Zn-enzimas: álcool desidrogenase; desidratase do ác. delta-aminolevulínico; ADN e ARN polimerases. “Dedos” de zinco. Metabolismo do zinco. Determinação de Zn no soro: interesse, interpretação, métodos. 3. COBRE. Aspectos gerais. O cobre nas metaloproteínas. Centros de cobre de tipo T1, T2 e T3. Principais funções das metaloproteínas de cobre. Alguns destaques: oxidases; transportadores de electrões; superóxido dismutase; tirosinase. Ceruloplasmina – proteína multifuncional. Metabolismo do cobre. Doença de Menke. Doença Wilson. Determinação de Cu no soro e urina: interesse, interpretação, métodos. 4. OUTROS ELEMENTOS METÁLICOS (com destaque para os seguintes aspectos: funções bioquímicas no homem; absorção, distribuição, metabolismo, excreção; doenças resultantes de deficiência ou de intoxicação; determinação em amostras biológicas numa perspectiva de bioquímica clínica/toxicologia): molibdnénio; cobalto; crómio, vanádio, manganês e níquel. 5. ELEMENTOS NÃO METÁLICOS (com destaque para os seguintes aspectos: funções bioquímicas no homem; absorção, distribuição, metabolismo, excreção; doenças resultantes de deficiência ou de intoxicação; determinação em amostras biológicas numa perspectiva de bioquímica clínica / toxicologia): halogéneos, selénio, arsénio, silício, boro. 6. OXIGÉNIO e AZOTO. Generalidades. Breve revisão da teoria das orbitais moleculares. As moléculas de dioxigénio e de diazoto. A activação do dioxigénio. Oxidação biológica. A activação do diazoto. Radicais livres e outras espécies reactivas.
PARTE III – ASPECTOS TOXICOLÓGICOS DE ALGUNS ELEMENTOS METÁLICOS. Sua determinação em amostras biológicas numa perspectiva de bioquímica clínica / toxicologia. Quelatoterapia.
PARTE IV – INTERESSE DE ELEMENTOS E COMPOSTOS INORGÂNICOS NAS ÁREAS MÉDICA E FARMACÊUTICA. 1. Suplementos de elementos essenciais; 2. Compostos inorgânicos com interesse terapêutico.
Componente laboratorial
Realização dos seguintes trabalhos: 1 – Síntese de compostos hexacoordenados de níquel(II) com diferentes distorções tetragonais e seu estudo espectroscópico (absorção de REM da região do visível); 2 – Estudo da interacção de catiões metálicos com aminoácidos. Determinação das constantes de estabilidade do sistema Cu2+/glicina; 3 – Determinação da quantidade de ferro na ferritina; 4 – Estudo da cinética de libertação do ferro pela ferritina; 5 – Inibição da actividade da enzima tirosinase pelo chumbo; 6 – Determinação de cobre (Cu) e zinco (Zn) no soro; 7 – Determinação do ferro (Fe) e da capacidade total de fixação de ferro (CTFF) no soro; 8 – Determinação de lítio (Li) no soro (no contexto da monitorização de terapêutica anti-depressiva com sais de lítio).

Bibliografia Obrigatória

Baran Enrique J.; Química bioinorganica. ISBN: 84-481-1816-2

Bibliografia Complementar

J. J. R. Fraústo da Silva, R. J. P. Williams; The Biological Chemistry of the Elements: The Inorganic Chemistry of Life, Oxford: Oxford University Press, 2001
Patricia C. Wilkins, Ralph G. Wilkins. ; Inorganic Chemistry in Biology, Oxford: Oxford University Press, 1997
Roat-Malone Rosette M.; Bioinorganic chemistry. ISBN: 0-471-15976-X
Wolfgang Kaim; Bioinorganic chemistry. ISBN: 0-471-94369-X
David M. Taylor, David R. Williams. ; Trace Element Medicine and Chelation Therapy, Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 1995
Lippard Stephen J.; Principles of bioinorganic chemistry. ISBN: 0-935702-72-5

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A componente lectiva do ensino da disciplina de Química Bioinorgânica processa-se através de aulas teóricas e de aulas laboratoriais.
As aulas teóricas têm como principal objectivo a apresentação, desenvolvimento e concretização das várias matérias que constituem o conteúdo programático da disciplina. Serão normalmente aulas magistrais apoiadas na projecção de apresentações em “Power-point”. Algumas aulas teóricas, ou parte delas, serão reservadas para a exposição, por parte dos alunos, em grupos de dois ou três, de temas que lhes foram previamente distribuídos. Os conteúdos dessas apresentações serão previamente validados pelo regente da disciplina. Em cada sessão, para além do grupo que faz a exposição, haverá um outro grupo, também previamente designado para o efeito, cuja função será de arguir o tema tratado. O objectivo dessas aulas é, por um lado, estimular a capacidade de recolher, processar e expor informação referente a temáticas específicas relacionadas com a disciplina e, por outro, estimular o espírito crítico dos alunos quando receptores dessa mesma informação. Estas aulas pretendem ainda estimular a participação activa nas aulas teóricas.
As aulas laboratoriais são propostas de modo a desenvolver a componente laboratorial do MICF. Consistirão na realização de trabalhos experimentais com três principais objectivos:
- Complementar a formação teórica, pela tradução prática de conceitos estudados;
- Incentivar o rigor na execução da experimentação laboratorial;
- Treinar os alunos na leitura, tratamento, interpretação e discussão de resultados experimentais.
Os alunos devem elaborar relatórios dos trabalhos realizados, os quais serão objecto de análise e discussão conjunta na última aula laboratorial.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Química > Análise instrumental
Ciências Físicas > Química > Quimíca inorgânica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	52,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

A assiduidade às aulas laboratoriais é obrigatória, como estabelecido nas Normas de Avaliação da FFUP. Nas aulas teóricas não existe obrigatoriedade de cumprimento da assiduidade, mas os alunos não poderão faltar às aulas em que estejam designados para apresentar ou arguir temas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação final: será o resultado da média ponderada entre a classificação resultante da avaliação distribuída e do exame final, com pesos de 30% e 70%, respectivamente.
Avaliação distribuída: Corresponde à avaliação do ensino laboratorial – feita através da avaliação do desempenho dos alunos nas aulas laboratoriais e dos relatórios efectuados – e à avaliação das apresentações e arguições atrás referidas, realizadas durante aulas teóricas. Estas duas componentes entrarão com um peso de 60% e 40%, respectivamente, para cálculo da classificação da avaliação distribuída. Os alunos que por lei estejam dispensados da presença nas aulas (e, por isso, não possam ser sujeitos a avaliação distribuída) serão chamados a realizar obrigatoriamente a prova prática e a prova oral do exame final.

Exame final: Consiste num prova prática, numa prova escrita e numa prova oral.
Para além dos outros casos previstos na Lei, a prova prática é obrigatória para os alunos com frequência mas que obtiveram uma nota inferior a 9,5 na avaliação laboratorial. Os restantes alunos estão dispensados. A aprovação na componente laboratorial, seja na avaliação distribuída seja na prova prática do exame final, é um pré-requisito para a admissão à prova escrita do exame final. A prova oral é obrigatória para os alunos que obtiveram uma nota entre 8,0 e 9,5 na prova escrita. Os restantes alunos estão dispensados.

Provas e trabalhos especiais

Algumas aulas teóricas, ou parte delas, serão reservadas para a exposição, por parte dos alunos, em grupos de dois ou três, de temas que lhes foram previamente distribuídos. Os conteúdos dessas apresentações serão previamente validados pelo regente da disciplina. Em cada sessão, para além do grupo que faz a exposição, haverá um outro grupo, também previamente designado para o efeito, cuja função será de arguir o tema tratado.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Aplicam-se as Normas em vigor, aprovadas pelo Conselho Pedagógico FFUP.

Melhoria de classificação

Os alunos que pretenderem melhoria de classificação final podem fazê-lo através da melhoria da classificação obtida na prova escrita do exame final.