Tecnologia de Enzimas

Cód.: QUI13614L

6 ECTS

Duração: 15 semanas/156 horas

Área Científica: Bioquímica

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português

Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

4. Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Objetivos de Aprendizagem

O objetivo geral desta disciplina consiste em transmitir uma visão da tecnologia de enzimas desde os aspectos genéticos até às aplicações industriais de enzimas. No final da unidade curricular, os alunos devem conhecer e compreender os principais conceitos de biotecnologia aplicados à tecnologia da produção de enzimas e à tecnologia de engenharia de proteínas. Os alunos devem executar projetos laboratoriais na área da produção de enzimas e conseguir resolver alguns problemas aplicados tais como o isolamento, purificação e caracterização de enzimas produzidos por microrganismos e conhecer as suas aplicações na Indústria e Medicina.
Esta disciplina pretende ainda desenvolver um conjunto de competências para recolher, seleccionar e interpretar informação científica relevante, discutir sobre as suas implicações e comunicar ideias e conhecimentos científicos, sob forma oral e escrita, organizadas de modo coerente e lógico sobre assuntos do âmbito da disciplina.

Conteúdos Programáticos

Revisão das propriedades dos enzimas e de cinética enzimática. Vantagens e desvantagens na produção de enzimas a partir de células microbianas, vegetais e animais. Factores que influenciam a produção de enzimas de origem microbiana.
Optimização de produção de enzimas de origem microbiana.
Produção de enzimas por fermentação. Fermentação submersa e semi?sólida: vantagens e desvantagens.
Extracção e purificação de enzimas obtidas nos processos fermentativos.
Remoção de células, isolamento primário. Purificação por afinidade e imunoafinidade, por troca iónica, interação hidrofóbica, filtração em gel e cromatografia de afinidade com metal imobilizado (IMAC).
Modificação química de proteínas.
Engenharia de proteínas: mutagénese dirigida e superprodução de enzimas. Alguns exemplos.
Imobilização de biocatalisadores. Métodos de imobilização. Vantagens e desvantagens na utilização de células e enzimas imobilizados.
Reactores para biocatalisadores livres e imobilizados.

Métodos de Ensino

O ensino assenta em aulas teóricas, práticas laboratoriais e orientações tutoriais. As práticas laboratoriais funcionam de uma forma articulada às aulas teóricas, aplicando-se a matéria lecionada a situações concretas. As orientações tutoriais servirão para apoio e acompanhamento científico-pedagógico dos alunos, nomeadamente na execução de um trabalho complementar integrador proposto.
A abordagem dos conteúdos desta unidade curricular assenta em metodologias que combinam a transmissão estruturada de conhecimentos com a participação ativa dos estudantes, promovendo a articulação entre conceitos e a sua aplicação prática em diferentes contextos. A exposição dos conteúdos é realizada de forma sistemática e apoiada em recursos audiovisuais, permitindo a apresentação dos conceitos fundamentais acompanhados de exemplos ilustrativos que facilitam a compreensão. Paralelamente, os estudantes são envolvidos em atividades de observação, análise e resolução de situações-problema, estimulando a interpretação crítica, a discussão e a partilha de perspetivas. A metodologia integra ainda a realização de um trabalho desenvolvido ao longo do semestre, que desafia os estudantes a aplicar os conhecimentos adquiridos na resolução de uma situação ou problema específico. Este trabalho implica o planeamento, o desenho e a implementação de diferentes etapas, reforçando competências de organização, integração de saberes, autonomia e colaboração. Este modelo pedagógico, centrado no estudante, garante a consolidação de conhecimentos e o desenvolvimento de competências transversais, contribuindo para a formação científica, técnica e interpessoal necessária ao perfil da unidade curricular.

Avaliação

Avaliação Contínua
? Dois testes escritos realizados ao longo do semestre, com incidência nos conteúdos das aulas teóricas, com nota mínima de 8 valores em cada teste e média mínima de 10 valores (60%).
? Desempenho nas aulas laboratoriais, elaboração de relatórios e sua discussão oral e Apresentação de um trabalho em sala de aula, com base em artigos científicos selecionados (40%).

Avaliação por Exame Final
? Realização de um exame final, com nota mínima de 10 valores (60%).
? Nota da componente prática (40%), atribuída com base no desempenho nas aulas laboratoriais, elaboração de relatórios e discussão oral dos trabalhos.

Os estudantes trabalhadores-estudantes que optem por não frequentar as aulas práticas laboratoriais, ou aqueles que não obtenham aproveitamento na componente laboratorial, poderão realizar avaliação final. Neste caso, para obtenção da nota da componente prática, será necessário apresentar um relatório individual ou realizar um exame sobre a componente prática laboratorial.

Bibliografia

Cabral, J.M.S., Barros, D., Gama, M. (2003) Engenharia Enzimática, Edições Lidel, Lisboa
Doran, P. (1995) Bioprocess Engineering Principles, Academic Press, Capítulos 10-
Karmali, A. (2001), Produção e Purificação de Enzimas Recombinantes, Provas de Agregação em Tecnologia de enzimas, Universidade de Évora, Évora.
Shuler, M. L. & Kargi (2002) Bioprocess Engineering Prentice Hall PTR,
Walsh, G. and Headon, D. (1997) Protein Biotechnology John Wiley & Sons.
Bickerstaff, G. F. (1997) Immobilization of enzymes and cells in Methods in Biotechnology, Humana Press.
Karmali, A., Tata, R. and Brown, P. R. (2000) Substitution of Glu59Val in amidase from Pseudomonas aeruginosa results in a catalytically inactive enzyme. Molecular Biotechnology 16, 5-16
Karmali, A., Pacheco, R., Tata, R. and Brown, P. R. (2001) Substitution of Thr103Ile and Trp138Gly in amidase from Pseudomonas aeruginosa is responsible for altered kinetic properties and enzyme instability. Molecular Biotechnolog