ASIGNATURA: BIOQUÍMICA INORGÁNICA DE LOS ELEMENTOS METÁLICOS
Cod. 12973
(LICENCIATURA EN BIOQUÍMICA) Curso 2005-2006
CURSO 4º CUATRIMESTRE 2º
HORAS DE LA ASIGNATURA (Según Planes de Estudio): 45 horas
SISTEMA DE EVALUACIÓN:
- Examen final:
Contenido: totalidad de la materia impartida.
Tipo de examen: escrito, cuestiones, preguntas cortas y preguntas a desarrollar. También serán valorados trabajos relacionados con el contenido de la asignatura.
Nota mínima para aprobar: 5.
OBJETIVOS:
Los objetivos didácticos se centran en introducir al alumno en el complejo e interesante mundo de la bioquímica inorgánica. Se pretende que comprendan el paralelismo existente entre la abundancia relativa de los elementos en los seres vivos y su abundancia en las aguas del mar, y que conozcan los principios sobre los que se basa la selección biológica de los elementos por parte de los organismos vivos.
Después de analizar los conceptos de estructura electrónica y biocoordinación junto con los aspectos de caracterización estructural, se pretende que el alumno conozca las funciones desempeñadas en los organismos vivos por las metaloproteínas más importantes y los aspectos físico-químicos que las regulan. Que entienda los distintos mecanismos de actuación de proteínas y enzimas relacionándolos con las características estructurales.
Finalmente se pretende que el alumno comprenda los principales mecanismos biológicos de defensa y detoxificación y que conozca el uso de iones metálicos y sus compuestos en quimioterapia.
PROGRAMA: Bioquímica Inorgánica de los Elementos metálicos. (45 horas)
Tema 1. Introducción. Principios básicos en la selección biológica de los elementos. Biodisponibilidad de los iones metálicos. Esencialidad versus toxicidad. Toxicidad de algunos iones metálicos. Funciones de los iones metálicos en los sistemas biológicos.
Tema 2. Biocoordinación. Las proteínas como ligandos. Acidos y bases duros y blandos. Estructura electrónica y estereoquímica de los iones metálicos en Biología. Efecto quelato y macrocíclico. Efecto de la biomolécula. Modulación de los potenciales redox.
Tema 3. Caracterización estructural de las metaloproteínas. Espectros electrónicos. Propiedades magnéticas. Resonancia paramagnética electrónica. Resonancia magnética nuclear. Difracción de rayos X y estructura de metaloproteínas. Otras técnicas.
Tema 4. Captación, transporte y almacenamiento de iones metálicos. Solubilización, transporte y almacenamiento de hierro: Sideróforos, Transferrinas y Ferritinas. Sistemas biológicos para el transporte y almacenamiento del cinc, cobre y molibdeno.
Tema 5. Transporte y almacenamiento del dioxígeno. Propiedades del dioxígeno de interés biológico. Estudio de Hemoglobina y Mioglobina. Sistemas modelo. Transporte alternativo del dioxígeno en sistemas inferiores: Hemeritrina y Hemocianina.
Tema 6. Reacciones del dioxígeno y derivados catalizadas por metaloenzimas (Parte I). Activación del dioxígeno. Utilización biológica del dioxígeno: Oxigenasas y Oxidasas.
Tema 7. Reacciones del dioxígeno y derivados catalizadas por metaloenzimas (Parte II). Toxicidad del dioxígeno y mecanismos de defensa frente a la toxicidad de algunos subproductos del dioxígeno. Metaloproteínas protectoras: Cu,Zn-Superoxido-dismutasa, Catalasas y Peroxidasas.
Tema 8. Metaloproteínas de transferencia electrónica. Proteínas hierro-azufre. Proteínas azules de cobre: estudio comparado de la Plastocianina y Azurina. Citocromos. Transferencia electrónica a gran distancia en las metaloproteínas.
Tema 9. Fijación biológica del dinitrógeno y reacciones de transferencia de átomo de oxígeno. Nitrogenasas y oxotransferasas de molibdeno.
Tema 10. Unión y activación del sustrato mediante enzimas no-redox. Anhidrasa carbónica, Carboxipeptidasa y Alcohol deshidrogenasa.
Tema 11. Otros elementos metálicos en Sistemas Biológicos. Bioquímica inorgánica en Medicina. Ureasas e hidrogenasas de níquel. Reacciones catalizadas por enzimas de manganeso. El magnesio y el calcio en los sistemas biológicos. Mecanismos de defensa y toxicidad de iones metálicos. Complejos de platino como anticancerígenos.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA:
1. M. Vallet, J. Faus, E. García-España y J. Moratal, "Introducción a la Química Bioinorgánica", Síntesis, Madrid, 2003.
2. J. S. Casas, V. Moreno, A. Sánchez, J. L. Sánchez y J. Sordo, "Química Bioinorgánica", Síntesis, Madrid, 2002.
3. J. A. Cowan, "Inorganic Biochemistry: An Introduction", Wiley-VCH, New York, 1997.
4. W. Kaim y B. Schwederski, "Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life. An Introduction and Guide", Wiley, Chichester, 1996.
5. E. J. Baran, "Química Bioinorgánica", McGraw-Hill, Madrid, 1995.
6. I. Bertini, H. B. Gray, S. J. Lippard y J. S. Valentine, "Bioinorganic Chemistry", W. H. Freeman & Co., Mill Valley, California, 1994.
7. S. J. Lippard y J. M. Berg, "Principles of Bioinorganic Chemistry", W. H. Freeman & Co., Mill Valley, California, 1994.
8. M. J. Kendrick, M. T. May, M. J. Plishka y K. D. Robinson, "Metals in Biological Systems", Ellis Horwood, 1992.
9. J. J. R. Fraústo da Silva y R. J. P. Williams, "The Biological Chemistry of the Elements. The Inorganic Chemistry of Life.", Oxford University Press, Oxford, 1991.