Máster Interuniversitario en Química

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1 Máster Interuniversitario en Química Curso DATOS DE LA ASIGNATURA Denominación: Química Inorgánica de los Seres Vivos (UAL) Código: Plan de Estudios: Máster en Química Curso: 1 Créditos ECTS: 4 Horas de trabajo presencial: 40 Plataforma virtual: Horas de trabajo no presencial: 60 DATOS DEL PROFESORADO Profesorado responsable de la asignatura Nombre: Valverde García, Antonio Departamento: Dpto. de Química y Física Área: Química Inorgánica avalverd@ual.es Teléfono: Nombre: Departamento: Área: Teléfono: DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA REQUISITOS Y RECOMENDACIONES Requisitos previos establecidos en el Plan de Estudios: Recomendaciones: Los conocimientos previos imprescindibles para abordar esta asignatura son algunas ideas básicas de biología y química orgánica, y un manejo adecuado y fluido de de los conceptos y modelos esenciales de la química inorgánica, fundamentalmente aquellos relacionados con la química de los metales de transición y los compuestos de coordinación. Asimismo, es recomendable poseer conocimientos suficientes para la comprensión de textos científicos en inglés.

2 OBJETIVOS La asignatura se ocupa del estudio de los sistemas y compuestos inorgánicos presentes en tejidos y fluidos biológicos. Es una materia que aúna conocimientos de dos ramas de la ciencia como son las Química Inorgánica y la Bioquímica. A pesar del carácter interdisciplinar de la materia, la orientación dada a la asignatura es claramente inorgánica, por lo que ésta queda organizada por elementos químicos y no por procesos biológicos; sin embargo, el orden de presentación de los distintos elementos no atiende a su posición en la tabla periódica sino más bien a criteros de su importancia para los seres vivos. En este sentido, la mayor parte de la asignatura está dedicada al estudio de la estructura, propiedades y mecanismos de actuación de las "moléculas biometálicas" en las que determinados iones metálicos de transición se encuentran coordinados a ligandos biológicos, destacando aquellas metaloproteinas de hierro, cobre, zinc y molibdeno, así como los principales compuestos organometálicos de cobalto de interés biológico, que juegan un papel fundamental en el desarrollo y correcto funcinamiento de la mayoría de los seres vivos. Asimismo, los contenidos de la asignatura se complementan con una introducción al estudio de la toxicidad de los metales y a la implicación de determinados metales de transición en medicina y farmacología. Los objetivos (resultados del aprendizaje) de esta asignatura son: 1) Comprender el papel de los iones metálicos en los sistemas biológicos. 2) Conocer la estructura y reactividad de las principales clases de metalobiomoléculas y la química de los principales procesos biológicos en los que intervienen metales. 3) Saber buscar y filtrar información sobre Química Bioinorgánica desde distintas fuentes utilizando diferentes herramientas, incluyendo las TICs.

3 Competencias Genéricas: - Habilidad en el uso de las TIC - Comprender y poseer conocimientos COMPETENCIAS Competencias Específicas: - CE4 - Seleccionar instrumentación química y recursos informáticos adecuados para el estudio a realizar y aplicar sus conocimientos para utilizarla de manera correcta. - CEM1 - Comprender y poser conocimientos de la estructura y reactividad de las principales clases de metalobiomoléculas y de la química de los pricnipales procesos bológicos en los que intervienen metales. - CEM2 - Habilidad para llevar a cabo procedimientos de laboratorio relacionados con los sistemas bioinorganicos, a nivel microescala. CONTENIDOS OBJETO Y VISION GENERAL DE LA QUIMICA INORGANICA DE LOS SERES VIVOS: Objeto de estudio de la química bioinorgánica. Metales en los sistemas biológicos. Metaloproteinas y metaloenzimas. Funciones biológicas en las que intervienen iones metálicos. Metales en medicina. LIGANDOS BIOLÓGICOS Y SUS PROPIEDADES COORDINATIVAS: Propiedades generales los compuestos de coordinación. Proteinas, ácidos nucleicos y otros ligandos biológicos. METODOS EXPERIMENTALES EMPLEADOS EN QUIMICA BIOINORGANICA: Métodos difractométricos. Métodos espectroscópicos. Medidas de sucepcibilidad magnética, sustituciones isomórficas y otros estudios termodinámicos y cinéticos. QUIMICA BIOINORGANICA DEL HIERRO: Proteínas de hierro con grupos hemo. Proteínas hierro/azufre. Sistemas hierro-oxígeno-hierro. Metabolismo del hierro. Modelos relacionados con la química bioinorgánica del hierro. Activación biológica del oxígeno. QUIMICA BIOINORGANICA DEL COBRE Y DEL ZINC: Hemocianinas. Superóxido dismutasas. Tirosinasa. Oxidasas. Proteínas azules. Metabolismo del cobre. Características generales de las enzimas de zinc. Anhidrasa carbónica. Carboxipeptidasas y otras hidrolasas. Alcohol dehidrogenasa y otras enzimas de zinc. Dedos de Zinc. Metabolismo del zinc. QUIMICA BIOINORGANICA DEL MOLIBDENO, DEL COBALTO Y DE OTROS METALES: Enzimas con Cofactor Molibdeno. Nitrogenasa y fijación del nitrógeno. Activación biológica del dinitrógeno. Metabolismo del molibdeno. Derivados de la Cobalamina y Coenzima B12. Glucosaisomerasa. Metabolismo del cobalto. Enzimas de manganeso y lecitinas conteniendo manganeso. Enzimas de niquel. Vanadio y cromo en los sistemas biológicos. Aspectos generales y funciones biológicas específicas de los metales alcalinos y alcalinoterreos. Clorofila y fotosíntesis. TOXICIDAD DE LOS METALES: Seminarios sobre Cadmio y Mercurio.

4 METALES EN MEDICINA Y FARMACOLOGIA: Aspectos generales. Cisplatín y otros complejos metálicos con actividad antitumoral. Auranofina y otros compuestos antiartríticos de oro. Radiofármacos de tecnecio. SISTEMAS BIOINORGÁNICOS NO NATURALES. IMPLICACIONES SOCIALES DE LA QUÍMICA BIOINORGÁNICA. LABORATORIO EXPERIMENTAL MICRO ESCALA DE QUIMICA BIOINORGANICA: Síntesis y caracterización de nucleósidos de paladio / Síntesis y caracterización de compuestos cisdiaminodihaloplatino (II). Aclaraciones: METODOLOGÍA Actividades presenciales Actividades no presenciales Actividad Total Actividad Total Actividad de evaluación 2 Búsqueda de información 20 Estudio de casos Ejercicios 10 Exposición grupal 5 Estudio 20 Lección magistral 10 Trabajo en grupo 10 Seminario 5 Total horas: 60 Taller 10 Trabajos en grupo (cooperativo) 5 Tutorías 3 Total horas: 40 MATERIAL DE TRABAJO PARA EL ALUMNADO Instrumentos Porcentaje Examen tipo test 30 Exposiciones 30 Pruebas de respuesta corta 10 Trabajos en grupo 30 Período de validez de las calificaciones parciales: Aclaraciones: BIBLIOGRAFÍA Microscale inorganic chemistry : a comprehensive laboratory experience (Zui Szafran, Ronald M. Pike, Mono M. Singh) - Bibliografía básica Principles of bioinorganic chemistry (S.J. Lippard) - Bibliografía básica

5 Química bioinorgánica (E. J. Baran) - Bibliografía básica Química bioinorgánica (José Sergio Casas Fernández... [et al.]) - Bibliografía básica. DIRECCIONES WEB Division de Química Inorgánica de la American Chemical Society Términos IUPAC en Química Bioinorgánica Instituto Europeo de Bioinformática (EBI) Journal of Chemical Education Base de datos de Metaloproteinas