Bioquímica

Código:

EBE0205

Sigla:

BIOQ

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências de Base

Ocorrência: 2020/2021 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Biologia Molecular
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	79	Plano de estudos oficial	2	-	6	70	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

 

O ensino do conteúdo programático desta unidade curricular tem como principal objectivo a aquisição de conhecimentos de bioquímica estrutural e metabólica numa perspectiva integrada.

No final do período de funcionamento da unidade curricular, os estudantes estão familiarizados com estrutura e função das principais classes de moléculas biológicas e com as principais vias metabólicas em que se encontram envolvidas assim como nas relações entre as diferentes vias metabólicas.

Várias condições metabólicas serão estudadas numa perspectiva de integração de diferentes vias metabólicas nomeadamente condições de estado jejum/pós-prandial,  diabetes, exercício físico ou metabolismo de etanol.

Adicionalmente, pela participação em aula práticas laboratoriais devem ter adquirido competências na realização de metodologias correntes de investigação no domínio do estudo de bioquímica metabólica.

Os estudantes devem ter capacidades na análise de dados experimentais de situações diversas de adaptação metabólica, nomeadamente identificar as principais vias   alteradas e os respectivos mecanismos de regulação.

 

Resultados de aprendizagem e competências

O conteúdo programático da unidade curricular está desenhado numa perspetiva de fornecer aos estudantes o conhecimento fundamental para ser entendido o funcionamento da célula a nível molecular. Este conhecimento inclui a aprendizagem das vias metabólicas de uma forma integrada. A metodologia seguida inclui aulas de apresentação de conteúdos de forma expositiva pelo docente e discussão de problemas. São ainda realizadas ainda aulas práticas em que os resultados são apresentados e discutidos sob a forma de relatório escrito.

Modo de trabalho

Presencial

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

NA

Programa

AULAS TEÓRICO-PRÁTICAS (TP):

I.Metabolismo de hidratos de carbono (HC)

1. Digestão e absorção intestinal de HC da dieta. Hidrólise a monossacáridos e absorção: principais enzimas envolvidas e transportadores.
2. Síntese da glucose-6-P: enzimas hexocinase e glucocinase e mecanismos de regulação.
3. Glicólise. Reações envolvidas e regulação da via metabólica por alosteria e regulação hormonal. Balanço de ATP e NADH.
4.A [18F]- Fluorodesoxiglucose e a tomografia por emissão de positrões (PET).
5. Metabolismo da Galactose e Frutose. Galactosemia, Frutosuria e Intolerância hereditária à frutose.
6. Gluconeogénese. Ciclos de Cori e da alanina-glucose. Regulação alostérica/hormonal.
7. Glicogénio – estrutura e propriedades. Glicogénese e Glicogenólise. Mecanismos de regulação.
8. Via das pentoses-fosfato. Regulação pela G-6-P desidrogenase.
9. Regulação hormonal. Cascatas de transdução de sinal. Mensageiros secundários e ativação da proteina cinase A e cinases dependentes de calmodulina. O recetor da insulina.
10. Integração do metabolismo de HC. Diabetes mellitus do tipo 1 e do tipo 2. Diabetes gestacional. Insulinomas. O Complexo piruvato desidrogenase. Enzimas e cofactores. Regulação alostérica e hormonal.
11. O ciclo de Krebs. Rendimento energético. Regulação alostérica e controlo respiratório. Carácter anfibólico do ciclo de Krebs. Fosforilação oxidativa. Mecanismo quimiosmótico - Inibidores e desacopladores. A termogenina (UCP) e produção de calor.

 II. Metabolismo de lípidos

1. Ácidos gordos: estrutura, nomenclatura e propriedades. Digestão e absorção de lípidos. Os Triglicéridos como moléculas de armazenamento energético. O papel dos ácidos biliares. As quilomicra e a lipoproteína lipase. O destino dos ácidos gordos e do glicerol ao nível do adipócito. Síntese de triglicéridos no adipócito.
2.Lipólise. A Lipase hormona-sensível e a perilipina - mecanismos de regulação. A albumina sérica e o transporte de ácidos gordos não esterificados.
3. Beta-oxidação de ácidos gordos (mitocondria). A beta-oxidação dos ácidos gordos de cadeia muito longa – beta -oxidação peroxissomal.
4. Síntese e papel energético dos corpos cetónicos.
5. Síntese de ácidos gordos. A sintase dos ácidos gordos: actividades enzimáticas e organização estrutural. Balanço energético da conversão de glucose em palmitato. Elongases e dessaturases. O destino dos ácidos gordos sintetizados de novo – papel do hepatócito e VLDL.
6. Biossíntese de colesterol e regulação da HMG-CoA redutase.
7. Síntese de ácidos biliares. A circulação entero-hepática dos ácidos biliares.
8. Síntese de derivados do colesterol: i) Hormonas esteroides (citocromos P-450, sinalização celular por hormonas esteroides); ii) Vitamina D – regulação do cálcio e sinalização celular;
9. Transporte de lípidos. Lipoproteínas - quilomicras, VLDL, LDL e HDL. Hipercolesterolemia e aterosclerose. Tratamento nutricional e farmacológico.
10. Lípidos de membrana. Síntese de fosfolípidos. Sinalização por fosfolípidos de inositol. Síntese de plasmalogénios. Síntese de esfingolípidos. Sinalização celular por esfingolípidos. Catabolismo dos esfingolípidos e doenças de armazenamento lisossomal.

 III. Aminoácidos e Proteínas.

1. Caracterização dos 20 aminoácidos principais.
2. Formação da ligação peptídica. Diferentes níveis de organização estrutural das proteínas: da estrutura primária à estrutura quaternária.
3. Proteínas fibrosas (ex. colagénio) e proteínas globulares (ex. hemoglobina).
4. Estrutura e função da hemoglobina.

IV. Metabolismo de aminoácidos

1.Aminoácidos provenientes da dieta. Principais reações e enzimas envolvidas no metabolismo de aminoácidos (transaminases, glutamato desidrogenase, glutamina sintetase e glutaminase). Transporte de azoto para o fígado e rins. Ciclo da alanina-glucose. Ciclo da ureia e sua regulação.
2. Biossíntese de aminoácidos não essenciais.
3. Substâncias não proteicas sintetizadas a partir de aminoácidos e suas funções: Glutationa; Melanina; Dopa, dopamina e catecolaminas; Hormonas da tiroide; Serotonina; GABA e histamina; Óxido nítrico; Grupo Heme.
4. Catabolismo de aminoácidos: Aminoácidos glucogénicos e cetogénicos; Cofatores relevantes no metabolismo de aminoácidos: tetrahidrofolato e S-adenosilmetionina; vitamina B12 e ciclo do folato.

 V. Metabolismo de nucleótidos

1. Purinas e Pirimidinas: síntese de novo e regulação Via de recuperação de bases.

 AULAS PRÁTICO- LABORATORIAIS

PL1- Introdução aos trabalhos práticos (PL2-PL6). Breve apresentação dos PROTOCOLOS e princípios básicos dos métodos.

PL2- Metabolismo fermentativo e respiratório em leveduras em diferentes fases de crescimento - metabolismo fermentativo e respiratório - doseamento de glucose e etanol.

PL3 - Mitocondrias e consumo de oxigénio em preparações de mitocondrias de fígado de ratinho na presença de diferentes substratos, inibidores e desacopladores da cadeia respiratória.

PL4 - Stress oxidativo e atividade de superóxido dismutases (SOD) em leveduras, em diferentes fases de crescimento e diferentes condições de stress usando eletroforese em gel de poliacrilamida nativo.

PL5- Análise da oxidação intracelular em células de levedura em diferentes fases de crescimento da cultura por microscopia de fluorescência, utilizando uma sonda sensível a espécies reativas de oxigénio (H2DCF-DA).

PL6 -Doseamento do Colesterol e Triglicerídeos em amostras de plasma humano de indivíduos em jejum e após refeição, usando métodos colorimétricos.

PL7- Introdução aos trabalhos práticos (PL8-PL11) – Breve introdução aos trabalhos sobre produção e análise de proteína recombinante.

PL8 – Produção de proteína recombinante e separação por cromatografia de troca iónica

PL9 - Doseamento de Proteinas – Método de Bradford

PL10 - Análise de proteínas por electroforese em gel de poliacrilamida

PL11 - Ensaios imunoquímicos para análise de proteínas - WB

PL12 - Discussão geral sobre os trabalhos realizados

Bibliografia Obrigatória

Nelson David L.; Lehninger principles of biochemistry. ISBN: 978-1-4641-2611-6
Jeremy M. Berg; Biochemistry. ISBN: 978-1-4641-2610-9

Observações Bibliográficas

Caderno de Protocolos das aulas laboratoriais de Bioquímica MIB, elaborado pelos docentes da UC em colaboração com a técnica superior que apoia as aulas práticas.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

 As metodologias de ensino estão condicionadas ao número de estudantes inscritos na UC. Assim, a apresentação dos temas em aulas é feita de modo expositivo acompanhado por esquemas em power point. Durante a apresentação são colocadas questões que devem ser respondidas e sumarizadas no fim da aula.

Além desta aulas , realizam-se aulas laboratoriais onde são executadas experiencias que ilustram conteúdos programáticos do curso. Os resultados das aulas laboratoriais devem ser apresentados sob a forma de relatório escrito sujeito a avaliação e discutidos em tutoriais. 

 

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	80,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	90,00
Frequência das aulas	42,00
Trabalho laboratorial	28,00
Total:	160,00

Obtenção de frequência

Para obter frequência da UC os estudantes têm que frequentar 75% das aulas laboratoriais e obter classificação positiva na componente laboratorial.

Fórmula de cálculo da classificação final

nota de exame teórico final x 0.8 + nota de exsame prático x o.2 = nota final

 (Classificação de exame final inferior a 7, exclui possibilidade de aprovação)