Proteómica y Metabolómica

Profesorado

Dr. José Tudela Serrano. Catedrático de Universidad (Coordinador de la asignatura, Clases Teóricas y Prácticas, tudelaj@um.es, http://www.um.es/genz).

Becarios de investigación del GENZ (Clases Prácticas, http://www.um.es/genz).

Clases Teóricas

0. Biomoléculas y sectores empresariales: Biotecnologías sanitaria (roja), agroalimentaria (verde), marina (azul), industrial (blanca) y de gestión empresarial (gris). Escalado industrial. Nanobiotecnologías y Bionanotecnologías. Biotecnologías Ómicas. Actividad bioquímica o bioactividad Análisis estadístico y SAR. Gestión del conocimiento: Bases de datos de Bibliografía y Patentes.

Proteómica

1. Proteómica preparativa. Obtención y producción de proteínas. Purificación cromatográfica preparativa de proteínas. Péptidos e hidrólisis enzimática de proteínas. Reticulación en geles proteicos.

2. Proteómica estructural. Separación e identificación analítica de proteínas. Cromatografía y electroforesis de proteínas. Espectrometría de masas de proteínas (P-MS: ESI-TOF, MALDI-TOF). Proteoma y huella peptídica.

3. Proteómica funcional. Proteínas biomarcadoras y biotecnología. Bases de datos en proteómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Glicómica

4. Glicómica preparativa. Obtención y producción de polisacáridos, oligosacáridos y monosacáridos. Hidrólisis enzimática de glícidos. Reticulación y encapsulación en geles y partículas glicídicas.

5. Glicómica estructural. N-Glicanos y O-glicanos en glicoproteínas. Espectrometría de masas y resonancia magnética de glícidos (G-MS, G-NMR). Glicoma y huella glicídica.

6. Glicómica funcional: Glicoproteínas biomarcadoras y biotecnología. Bases de datos en glicómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Lipidómica

7. Lipidómica preparativa. Obtención y producción de lípidos. Hidrólisis enzimática de lípidos. Encapsulación en vesículas lipídicas. Emulsiones.

8. Lipidómica estructural. Lípidos, proteolípidos y glicolípidos, Espectrometría de masas y resonancia magnética de lípidos (L-MS, L-NMR). Lipidoma y huella lipídica.

9. Lipidómica funcional. Lípidos biomarcadores y biotecnología. Bases de datos en lipidómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Metabolómica

10. Metabolómica preparativa. Obtención y producción de metabolitos. Hidrólisis enzimática de metabolitos. Estabilización y conservación de metabolitos.

11. Metabolómica estructural. Metabolitos volátiles (GC) y no volátiles (CE, LC). Oligoelementos: Espectroscopías AA, EA, ICP-EOS e ICP-MS. Espectrometría de masas de metabolitos (M-MS: SQ, QqQ, IT, MSⁿ). Espectrometría de resonancia magnética de metabolitos (NMR: ¹H, ¹³C, 2D). Metaboloma y huella metabólica.

12. Metabolómica funcional. Metabolitos biomarcadores y biotecnología. Relaciones estructura-bioactividad. Metabolómica, metabonómica y biología de sistemas. Bases de datos en metabolómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Clases Prácticas

P1. Proteómica Preparativa

1.1 Aislamiento de proteínas: Acetilcolinesterasa de cerebro de cordero, diana farmacológica de la enfermedad de Alzheimer..

1.2 Purificación cromatográfica de proteínas: IEXC, cromatografía de intercambio iónico de acetilcolinesterasa.

1.3 Determinación de la concentración de proteína y de la actividad enzimática en fracciones cromatográficas.

P2. Proteómica Estructural

2.1 Modelado molecular de la estructura de proteínas. Interacciones entre ligandos y proteínas.

P3. Proteómica Funcional

3.1 Bioquímica Clínica: Estadística multivariable. Análisis enzimáticos de metabolitos: Análisis de la varianza (ANOVA) y prueba de similaridad de Tukey.

P4. Glicómica Preparativa

4.1 Obtención de polisacáridos de algas.

P5. Glicómica Estructural

5.1 Glícidos no volátiles y derivados volátiles: Análisis de datos GC-MSD. Extractos de glícidos: Estadística multivariable Análisis de componentes principales (PCA) y análisis de conglomerados jerárquicos (HCA). Extractos de metabolitos: Regresión no lineal racional e inhibición por sustrato. Modelado molecular de la estructura de glícidos: monosacáridos, disacáridos y oligosacáridos.

P6. Glicómica Funcional

6.1 Polisacáridos gelificados: Reticulación y liberación controlada de fármacos.

P7. Lipidomica Preparativa

7.1 Extracción de lípidos de plantas aromáticas y medicinales. Preparación de muestras lipídicas para GC-MSD.

P8. Lipidómica Estructural

8.1 Lípidos volátiles y no volátiles derivados: Análisis de datos GC-MSD. Extractos de lípidos: Estadística multivariable Análisis de componentes principales (PCA) y análisis de conglomerados jerárquicos (HCA). Extractos de metabolitos: Regresión no lineal hiperbólica y grado de inhibición. Modelado molecular de la estructura de lípidos saponificables, insaponificables y volátiles.

P9. Lipidómica Funcional

9.1 Aceites esenciales de plantas aromáticas y medicinales: Terpenoides, dilución y jeringas de desplazamiento positivo.

9.2 Enfermedad de Alzheimer: Inhibición de acetilcolinesterasa por aceites esenciales de plantas aromáticas y medicinales.

P10. Metabolómica Preparativa

10.1 Obtención de metabolitos antioxidantes: Extractos de frutas, plantas y algas medicinales.

P11. Metabolómica Estructural

11.1 Metabolitos no volátiles y derivados volátiles: Análisis de datos GC-MSD. Metabolitos no volátiles: Análisis de datos HPLC. Extractos de metabolitos: Regresión no lineal uniexponencial e inhibidores irreversibles. Modelado molecular de la estructura de metabolitos: Alcaloides, polifenoles y vitaminas.

P12. Metabolómica Funcional

12.1 Bioactividades antioxidantes de metabolitos: extractos de frutas, plantas y algas medicinales (método ABTSR).

Horarios.

Horarios de clases de la asignatura, establecidos por la Facultad de Biología, dentro del cuarto curso del Grado en Biotecnología.

Laboratorio A3 (Planta 1, ala A) y Laboratorio E1 (Planta 3, ala E), Depto. Bioquímica y Biología Molecular-A, Edificio de Veterinaria.

Tutorías

Durante estas sesiones el estudiante podrá:

- Preguntar al profesor, preferiblemente de forma presencial, todas aquellas dudas que no hayan podido ser solucionadas durante las clases presenciales teóricas y prácticas.

- Solicitar bibliografía de ampliación específica de algún tema concreto y/o cualquier otro tipo de información relacionada con la asignatura.

- Visitar laboratorios de investigación y participar en demostraciones prácticas con instrumentación avanzada, sobre metodologías de investigación relacionadas con las clases presenciales teóricas y prácticas.

Horarios

- Cita previa mediante eMail con el Profesor (tudelaj@um.es). Despachos y Laboratorios de Investigación, Depto. Bioquímica y Biología Molecular-A, Edificio de Veterinaria.

Evaluación

Clases Teóricas (80 %). Examen tipo test (*). Cuatro respuestas incorrectas restan una respuesta correcta.
Clases Prácticas (20 %). Cuaderno de laboratorio con los resultados experimentales y la interpretación de las actividades realizadas durante las clases prácticas en laboratorio.

Horarios

Horarios de exámenes de la asignatura, establecidos por la Facultad de Biología, dentro del cuarto curso del Grado en Biotecnología.

(*) Examen tipo test. Los alumnos deberán acudir al examen con su DNI, lápiz y goma de borrar.

Bibliografía

Textos generales: Biología Molecular y Biotecnología

· “Bioquímica”; L. Stryer, Reverté.

· “Bioquímica”; A.L. Lehninger, Omega.

· ”The Cell (A Molecular Approach)”; G.M. Cooper, ASM Press.

· “Biología Molecular de la Célula”; B. Alberts, et al., Omega.

· “Biología Celular y Molecular”; H. Lodish et al., Médica Panamericana.

· “Bioquímica Clínica”; J M González de Buitrago, McGraw-Hill Interamericana.

· “Bioquímica Clínica y Patología Molecular”; X. Fuentes et al., Reverté.

· “Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations”; T.M. Devlin, Wiley Liss.

· “Biotecnología Alimentaria”; M. García Garibay, R. Quintero y A. López-Munguía, Limusa.

· “Biotecnología Básica”; J. Bu’Lock y B. Kristiansen, Acribia.

· “Biología Molecular y Biotecnología”; J.M. Walker y E.B. Gingold, Acribia.

Textos generales: Proteómica

· “Proteomics in Drug Research”, M. Jamacher et al., Wiley.

· “Proteomics: Methods and Protocols”, J. Reinders & A. Sickmann, Springer.

· “Proteomics in Practice”, R. Westermeier et al., Wiley.

Textos generales: Glicómica

· “Functional Glycomics: Methods and Protocols”; J. Li, Springer.

· “Glycomics: Methods and Protocols”, N.H. Packer et al., Springer.

Textos generales: Lipidómica

· “Lipidomics: Methods and Protocols”, Vols. 1 and 2, D. Armstrong, Springer.

· “Life-As a Matter of Fat. The Emerging Science of Lipidomics”, O.G. Mouritsen, Springer.

Textos generales: Metabolómica

· “Metabolomics, Metabonomics and Metabolic Profiling”, W.J. Griffiths, RSC Publishing.

· “Metabolomics: A Powerful Tool in Systems Biology”, J. Nielsen & M.C. Jewett, Springer.

· “Metabolomics: Methods and Protocols”, W. Weckwerth, Springer.

Revisiones especializadas

· Annual Review of Biochemistry

· Biochemical Education

· CRC Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology

· Current Biology

· Current Opinion in… Cell Biology, Neurobiology, Structural Biology, Biotechnology.

· Investigación y Ciencia

· Nature

· Science

· Trends in… Biochemical Sciences, Biotechnology, Genetics, Cell Biology, Molecular Medicine, Neurosciences.

INTERNET

Web de la asignatura

www.um.es/genz/Docencia/Omicas.htm

Otros sitos web de interés relacionados con la asignatura

www.um.es/genz , www.um.es/genz/e00605/search.htm

www.um.es/genz/Docencia/Doctorado.htm , www.um.es/biomybiotec

www.um.es/web/biologia