UNIVERSIDADE DOS AÇORES Departamento de Ciências Tecnológicas e Desenvolvimento BIOQUÍMICA II (Ciências Biológicas e da Saúde) Designação (código): Bioquímica II (120) Coordenador/Regente: Maria do Carmo Barreto Departamento: Departamento de Ciências Tecnológicas e Desenvolvimento Semestre: 1º Nº horas semanais: 3h teóricas + 2h práticas laboratoriais A. PROGRAMA TEÓRICO 1. INTRODUÇÃO AO METABOLISMO 1.1. Visão geral e princípios do metabolismo. Catabolismo, anabolismo e suas relações. Conceito de via metabólica e de metabolito. O catabolismo e o anabolismo como processos integrados e complementares. Fases e objectivos primordiais do metabolismo. 1.2. Termodinâmica dos sistemas biológicos. Princípios da termodinâmica e sua aplicação aos sistemas vivos. A energia livre de Gibbs como critério de previsão da espontaneidade de uma reacção. Transferência de energia dos sistemas vivos. Compostos com potencial energético elevado. O ATP como unidade biológica de energia livre. 1.3. Oxidações biológicas. Reacções de oxidação-redução. Potencial redox, potencial redox padrão e sua determinação. Características das oxidações biológicas. Enzimas, coenzimas e transportadores de electrões nos processos oxidativos. 1.4.Regulação da actividade enzimática Indução e repressão genética. Modificação covalente reversível e associação de ligandos. Regulação alostérea. Zimogénios. Isoenzimas. 2. METABOLISMO DOS GLÍCIDOS Papel fundamental da glucose. Glícidos da dieta. Digestão e absorção das oses. 2.1. Glicólise e gluconeogénese. Glicólise. Respiração e fermentação. Fermentação láctica e fermentação alcoólica. Balanço energético. Aspectos da regulação da glicólise e da gluconeogénese. 2.2. Ciclo do ácido cítrico. O ciclo do ácido cítrico e o seu papel no metabolismo. A descarboxilação oxidativa do piruvato a acetil-CoA como ponto de ligação entre o catabolismo dos glícidos e o ciclo do ácido cítrico. Reacções individuais do ciclo. Balanço energético. Balanço energético da degradação da glucose em aerobiose. Anaplerose – metabolismo do piruvato e do oxaloacetato. 2.3. Transporte de electrões na cadeia respiratória mitocondrial e fosforilação oxidativa. Transporte de electrões na cadeia respiratória da mitocôndria. Fosforilação oxidativa. Acoplamento da cadeia de transporte de electrões à cadeia oxidativa. Desacopladores da 1 UNIVERSIDADE DOS AÇORES Departamento de Ciências Tecnológicas e Desenvolvimento fosforilação oxidativa. Transporte de equivalentes redutores para o interior da mitocôndria: sistemas de lançadeira. 2.4. Via dos fosfatos de pentose. 2.5. Regulação do metabolismo dos glícidos. 3. METABOLISMO E BIOENERGÉTICA DOS LÍPIDOS Beta-oxidação dos ácidos gordos. Biossíntese de triacilgliceróis. Ciclo do glioxilato. Lipoproteínas e colesterol. Regulação do metabolismo lipídico. 4. METABOLISMO DOS COMPOSTOS AZOTADOS Reacções gerais da síntese e da degradação dos aminoácidos. Ciclo da ureia Regulação do metabolismo dos compostos azotados. 5. REGULAÇÃO DO METABOLISMO E INTEGRAÇÃO DAS VIAS METABÓLICAS Integração dos metabolismos glicídico, lipídico e proteico. Regulação do metabolismo celular. Diabetes tipo I e tipo II B. PROGRAMA PRÁTICO Regras de segurança no laboratório de Bioquímica – segurança química e biológica. Medição de volumes: como usar adequadamente as micropipetas. Reacções de oxidação/redução: (R1) - traçado de espectros do citocromo c em vários estados de oxidação/redução. Inibição da actividade enzimática de um enzima importante na ara da sáude: inibição da Acetilcolinesterase Detecção de intermediários metabólicos: detecção e quantificação de piruvato produzido pela levedura. Técnicas de isolamento de organelos subcelulares: métodos de disrupção, de separação, de purificação e de detecção (apresentação + filme). Isolamento de organelos celulares: extracção e purificação de mitocôndrias de couveflor; análise da actividade de succinato desidrogenase das fracções isoladas. Enzimas do metabolismo energético: Determinação da actividade da succinato desidrogenase com e sem inibidor (malonato). Caracterização do tipo de inibição. Enzimas na saúde: determinação da actividade da lactase em“Lactaid”, medicamento utilizado para as pessoas com intolerância à lactose. A Bioquímica no diagnóstico clínico I: determinação da glicémia e corpos cetónicos no soro sanguíneo. A Bioquímica no diagnóstico clínico II: determinação da hemoglobina glicosilada em sangue total. Bioquímica no diagnóstico clínico III: electroforese de proteínas do soro. Bioquímica no diagnóstico clínico IV: parâmetros bioquímicos mais relevantes e interpretação de um conjunto de análises (casos reais). 2 UNIVERSIDADE DOS AÇORES Departamento de Ciências Tecnológicas e Desenvolvimento C. REGRAS DE AVALIAÇÃO CRITÉRIOS PARA APROVAÇÃO: 1) Frequência à prática, ou seja, assistência obrigatória a pelo menos 75% das aulas práticas, com a realização dos respectivos trabalhos. 2) Aprovação à prática, ou seja, NOTA PRÁTICA igual ou superior a 10 valores 3) Classificação da disciplina - NOTA FINAL- igual ou superior a 10 valores, calculada do modo seguinte: NOTA FINAL= 0.7 x Nota teórica + 0.3 x Nota prática A nota teórica resulta da média aritmética de duas frequências teóricas, ou da classificação obtida num exame final. A nota prática inclui a média arimética de três relatórios, correspondentes a três trabalhos laboratoriais, de entre os realizados pelo aluno ao longo do semestre, com discussão oral dos mesmos (80% da nota prática) e uma prova teorico-prática escrita (20% da nota prática). As regras de elaboração dos relatórios serão apresentadas na primeira aula prática, e poderão ser consultadas na página da disciplina (http://www.barreto.uac.pt/bioq2.html). NOTA: os trabalhadores estudantes poderão optar, desde que o solicitem por escrito ao docente, até ao final da segunda semana de funcionamento da disciplina, por uma avaliação ao componente prático da disciplina que dispense a obrigatoriedade de frequência às aulas laboratoriais. Nesse caso, os relatórios da avaliação serão substituídos por um exame prático em que o aluno demonstrará as suas competências no componente laboratorial (80% da nota prática); a prova teorico-prática (20% da nota prática) será realizada em conjunto com os alunos inscritos em regime normal. D. ALGUMA BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA AULAS TEÓRICAS: Nelson, D.L., Cox, M.M. Lehninger. Principles of Biocehmistry. 2004. 4th Edition, W.H. Freeman, Ltd Quintas, A., Freire, A.P., Halpern, M.J. 2008. Bioquímica - Organização Molecular da Vida. Ed. Lidel, Lisboa. Berg, L. , Tymoczco, J.L., Stryer, L. 2002. Biochemistry, 5th edition, W.H. Freeman & Co., New York Becker, W.M., Kleinsmith, L.J. & Hardin, J. 2003. The World of the Cell, 5th edition, Benjamin-Cummings, San Francisco Halpern, M.J. 1997. Bioquímica, Ed. Lidel, Lisboa AULAS PRÁTICAS: Reed, B., Holmes, D, Wyers, J. & Jones, A. 1988. Practical Skills in Biomolecular Sciences Ed. Addison-Wesley Longman Boyer, R.F. 2000. Modern Experimental Biochemistry, 3rd edition, Benjamin/Cummings Publishing Company, Menlo Park Wilson, K. & Walker, J. 1994. Principles and Techniques of Practical Biochemistry. Cambridge University Press Maria do Carmo Barreto 3 UNIVERSIDADE DOS AÇORES Departamento de Ciências Tecnológicas e Desenvolvimento Setembro de 2010 4