Estrutura e Função de Proteínas

Código:

EBE0073

Sigla:

EFPR

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biotecnologia Molecular

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	37	Plano de estudos oficial	3	-	6	42	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

O estudante deverá adquirir conhecimentos avançados na área da Estrutura e Função de Proteínas.

O estudante deverá adquirir competências necessárias para analisar e estudar problemas relacionados com a estrutura das proteínas e com as principais etapas do seu processamento, em particular folding, modificações pós-tradução, direccionamento (targeting) e transporte, secreção e degradação das proteínas a nível celular. O estudante deve ainda adquirir conhecimentos sobre as técnicas mais comuns para estudo desta problemática.

Resultados de aprendizagem e competências

Pretende-se dotar o aluno das competências necessárias para a análise e resolução de problemas biológicos centrados nas relações entre a estrutura e função proteica. Estas relações serão enfatizadas utilizando como exemplos proteínas envolvidas em vias/processos centrais da biologia humana, na saúde e na doença e em biotecnologia.

Modo de trabalho

Presencial

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

NA

Programa

PROGRAMA

1. Caracterização da estrutura de proteínas. Da estrutura primária à estrutura quaternária. Análise da estrutura primária in silico (programas e objetivos) - domínios estruturais de interação com outras proteínas.
2. Energia e cinética de folding (estabilidade de proteínas). Interações que contribuem para a estrutura. Motivos, domínios, arquitetura modular. Proteínas solúveis e proteínas de membrana.
3. Técnicas comuns de análise de proteínas: Eletroforeses, focagem isoelétrica. Métodos de deteção de proteínas em gel. Western-blotting. Anticorpos policlonais (como se produzem e como se usam).
4. Identificação de complexos proteicos estáveis: - o raio de stokes, o coeficiente de sedimentação e o método de Siegel & Monty; co-imunoprecipitações. Métodos para identificação de interações transientes: - sistema yeast 2-hybrid ;"Pull-down assays".
5. Proteínas intrinsecamente desordenadas (Intrinsically Disordered Proteins/Regions (IDP/IDRs).
6. O ciclo de vida das proteínas: Síntese, folding, modificação, direcionamento, transporte e degradação.
7. Folding de proteínas no reticulo endoplasmático (RE). Modificações pós-tradução de proteínas (PTMs): ligações dissulfureto; glicosilação N-linked; oxidorredutases (PDI ou ERp57); oligossacriltransferases (OST); adição de âncoras GPI (glicosilfosfatidilinositol). Formação de complexos proteicos. Folding assistido por chaperones (HSP70-like, HSP90-like, Hsp40, calreticulin/calnexin).
8. Direcionamento intracelular das proteínas: sequências sinal, recetores específicos de organelo e fatores solúveis de direcionamento. Canais de translocação mediadores de transporte através de membrana ou de ancoramento na membrana do RE.
9. Folding de proteínas e proteostasia. Folding assistido no RE vs Degradação assistida no RE (ERAD). Mecanismos de proteostasia: resposta a proteínas malconformadas (UPR), resposta a choque térmico (HSR), sistema ubiquitina-proteassoma (UPS), sistema de degradação associado ao RE (ERAD). Sistema de controlo de qualidade de proteínas (PQC) no RE.
10. Transporte vesicular. Secreção de proteínas. Estrutura e função de nanomáquinas: as ATPases da família AAA (ATPases associated with diverse cellular activities) como exemplo.
11. Proteínas mitocondriais: codificadas por DNA mitocondrial e por DNA nuclear. Maquinaria mitocondrial de importação de proteínas. Mecanismos de processamento e de controlo de qualidade na mitocôndria. Regiões de contacto da mitocôndria com outros organelos. Proteínas SNARE.
12. Vias de secreção de proteínas. A SRP (signal recognition particle), o receptor da SRP (SR), o complexo Sec61 e a peptidase de sinal.
13. Autofagia. Proteínas e complexos envolvidos em autofagia. Autofagia seletiva e recetores. Biogénese do autofagossoma. Técnicas usadas para estudo de autofagia.
14. Doenças associadas a misfolding de proteínas. Amiloidoses e modeladores da formação de amiloide. Alguns exemplos: Doença de Parkinson (PD), Doença de Huntington e Ataxias espinocerebelares, Doença de Alzheimer.
15. Amiloidoses de transtirretina. Mecanismos celulares de toxicidade e biomarcadores associados. Abordagens terapêuticas nas amiloidoses de TTR: - Desenho de fármacos baseado na estrutura (Structure-based drug design); Reposicionamento de fármacos.
16. Estrutura/função de enzimas com potencial em bio-remediação. Toxicidade do glifosato, biossíntese e enzimas envolvidas no processo. Caracterização da enzima responsável pelo 1º passo da degradação do molinato, mutações e técnicas de imobilização na implementação de processos de bioremediação.

Bibliografia Obrigatória

Bruce Alberts; Molecular biology of the cell. ISBN: 978-0-8153-4464-3

Observações Bibliográficas

All of the topics addressed in this course have a very specific bibliography (scientific papers). All the papers studied in this course will be provided to the student through the Sigarra interface.

Any recent textbook on Molecular and Cellular Biology may also be used with the purpose of helping the student acquiring a general perspective on a given topic.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Atendendo a que o objetivo principal da unidade curricular (UC) consiste na aprendizagem de conceitos específicos da área científica da UC, a metodologia utilizada estará centrada na exposição teórica dos conceitos acompanhada pela resolução de exemplos e de pequenas demonstrações, providenciando que os estudantes interiorizem e percebam os fenómenos físicos, químicos e biológicos envolvidos na execução de um conjunto de trabalhos, enquanto se estimula o espírito crítico, a investigação e a dinâmica de grupo. No processo formativo, o estudante participará em aulas expositivas e realizará trabalhos em grupo (3-4 estudantes) que apresentam oralmente, com apoio audiovisual. Estas apresentações orais (seminários) baseiam-se na análise crítica e discussão de artigos científicos de revistas internacionais, previamente selecionados.

Palavras Chave

Ciências Naturais > Ciências biológicas > Biologia > Biologia molecular
Ciências Naturais > Ciências biológicas > Biologia > Biologia estrutural
Ciências Naturais > Ciências biológicas > Biologia > Biologia celular

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Apresentação/discussão de um trabalho científico	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	1,00
Estudo autónomo	119,00
Frequência das aulas	42,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

De acordo com o regulamento da UP

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação da UC de Estrutura e Função de Proteínas tem duas componentes:

- prestação em exame final escrito (15 valores da nota final). A nota mínima nesta componente é de 9,5 valores em 20.

- prestação na apresentação/discussão de um artigo científico (5 valores da nota final)