Introdução à Bioquímica Estrutural

Conhecimentos de Base Recomendados

Bioquímica Introdutória, Bioquímica I, Bioinorgânica, Bioquímica Física, Enzimologia e Química de Proteínas, Espectroscopia Biomolecular (frequência simultânea). Os alunos deverão conhecer a estrutura e reactividade de moléculas biológicas, seus equilíbrios em solução, estabilidade termodinâmica e cinética, papel de iões metálicos nas suas estruturas, aspectos mecanísticos, relação estrutura função, bem como técnicas espectroscópicas usadas na elucidação dessas estruturas.

Métodos de Ensino

Teóricas-programa com slides elucidativos e uso de meios informáticos e audiovisuais (ex. acesso a links específicos e vídeos na net). Participação activa dos alunos: esclarecer duvidas, aplicar conhecimentos a situações concretas;Laboratoriais(dry labs)-experiência no uso de programas para processamento e interpretação de espectros RMN 2D, visualização da estruturas e obtenção de dados estruturais e mecanísticos de polímeros biológicos e interacções supramoleculares (“weblabs”);Resolução de problemas e elaboração de um relatorio. Leitura e interpretação de artigos científicos em inglês.     

Resultados de Aprendizagem

Esta UC tem como objectivos:

- conhecer os conceitos básicos e alguns mais avançados sobre a estrutura de proteínas, ácidos nucleicos e complexos biológicos supramoleculares, tais como proteína-ligando, proteína-proteina, proteína-acido nucleico

- interpretar a relação estrutura-função de proteínas.

- conhecer as principais técnicas de determinação de estruturas biológicas como difracção de raios X, espectroscopia RMN multidimensional, técnicas de interpretação e validação dos resultados experimentais

- familiarização no uso de ferramentas de modelação molecular on-line.

Com estes conhecimentos o aluno deverá ter um entendimento conceptual analítico e sintético da relação estrutura-função de macromoléculas biológicas

Estágio(s)

Não

Programa

Estrutura de Biopolímeros - proteínas e ácidos nucleicos.

Determinação da Estrutura 3D de Proteínas.Cristalografia de raios-X.Cristalização.Difração, medição e tratamento dos dados experimentais; densidade eletrónica.Refinamento e fatores de temperatura. Obtenção de um modelo estrutural. Interpretação dos resultados estruturais. Validação. Análise conformacional, qualidade do modelo e precisão da estrutura tri-dimensional. Comparação dos estados conformacionais em estruturas cristalinas e em solução. Bases de dados estruturais.

RMN multidimensional.Informação estrutural: ângulos, distâncias, ambiente químico. Aquisição de dados e atribuição espectral. Métodos 2D e 3D.Metodologias estruturais de proteínas por RMN (pequenas <15 kDa e grandes >15kDa).Marcação isotópica.

Estrutura e Função de Proteínas. Relações estrutura-função. Interações proteína-ligando, proteína-proteína e proteína-ácido nucleico. Formação de complexos macromoleculares. Desenvolvimento de fármacos ("Drug design").

Métodos de Avaliação

Avaliação
Projecto: 25.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 25.0%
Exame: 50.0%

Bibliografia

“Introduction to Protein Structure” Branden, C.-I. & Tooze, J. Garland Pub., (1999)

“Introduction to Protein Architecture: The Structural Biology of Proteins” Arthur M. Lesk, Oxford U.P., (2001)

“Principles of Protein Structure”, G.E. Schultz and R.H. Schirmer, Springer-Verlag, N.Y. (1988).

“Crystallography made Crystal Clear- A Guide for users of Macromolecular Models” G. Rhodes, 2nd Ed., Academic     Press: San Diego, London (2000)

“Protein Crystallography”, T.L. Blundell and L. N. Johnson, Academic Press, London, 1976

“Principles of Protein X-Ray Crystallography”, J. Drenth, Springer-Verlag, N.Y. (1994).

“Biomolecular NMR Spectroscopy”, J.N.S Evans, Oxford University Press (1995)

“NMR of Proteins – Topics on Molecular and Structural Biology”, G.M. Clore e A. M. Gronenborn, CRC Pres (1993)

“Fundamentals of Protein NMR Spectroscopy in Structural Biology”, G.S. Rule e T.K. Hitchens, Springer (2005)

“Structural Bioinformatics” Philip E. Bourne (Editor), Helge Weissig (Editor) (2003)