ENZIMOLOGIA Y BIOCATALISIS
DATOS GENERALES DE LA MATERIA
NOMBRE DE LA MATERIA: ENZIMOLOGIA Y BIOCATALISIS
CLAVE: TA-95-129
TITULAR DL CURSO: DR. MARCO ANTONIO BAEZ VAZQUEZ
HORAS DE CLASE: 3
HORAS DE LABORATORIO: 0
UNIDADES: 12
PROGRAMA: MAESTRIA EN BIOTECNOLOGIA
REQUISITOS: BIOQUIMICA, ING. BIOQUIMICA, BIOPROCESOS
 
INTRODUCCION:
Las enzimas se han distinguido por su habilidad para biocatalizar en forma altamente específica velocidad y eficiencia diversas reacciones químicas. Sin ayuda muchas de las reacciones en el metabolismo de los seres vivos serían imposibles. Dichos atributos son ya una marca de clase, que les ha valido para ser utlizadas ampliamente en infinidad de procesos analíticos e industriales, por ejemplo múltiples procesos de fermentación y bionversiones de importancia tecnológica, industrial y económica son per se procesos multienzimáticos. Este curso tiene com meta principal que el estudiante conozca la biocatálisis y su amplio radio de acción. Se contempla explorar la biocatálisis enzimática y celular como las dos ramas principales base de numerosos bioprocesos. El manejo de conceptos, modelos y casos estudio serán clave del avance y análisis de esta área de gran relevancia para el sector industrial. La tecnología enzimática y bioconversiones son procesos claves para los sectores farmacéutico, alimentos, energía, salud y medio ambiental, apoyados en áreas como la microbiología industrial, ingeniería enzimática, ingeniería de solventes, ingeniería de proteínas y diseño de reactores, serán relevantes para emplear la biocatálisis como base en los procesos de innovación tecnológica y desarrollo económico de la bioindustria.

 

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

Este curso, se compone de temas y módulos diseñados como recursos de aprendizaje en la enseñanza de la enzimología y biocatálisis enzimática celular en sus múltiples áreas de aplicación, dado que hoy en día las enzimas, microorganismos y célula se utilizan en diversas modalidades en un amplio rango de procesos. Se examinará aquellas aplicaciones industriales ya establecidas y en desarrollo, se espera que el estudiante aprenda los conceptos teórico-prácticos de vanguardia en biocatálisis, que le permita descubrir el amplio radio de acción que existe en este campo y el curso sea también canal efectivo en la investigación e innovación para la mejora integral y modernización global del sector productivo, donde la biotecnología ya ejerce un impacto.


 
 
 
 
OBJETIVOS ESPECIFICOS


  1. Efectuar en forma introductoria una revisión de la enzimología, cinética molecular fundamental de los procesos enzimáticos.

  2. Estudio de las diversas tecnologías para la recuperación y caracterización bioquímica de sistemas enzimáticos y sistemas celulares catalíticos.

  3. Revisión de las aplicaciones industriales de enzimas y sistemas celulares.

  4. Estudiar la biocatálisis en base a la interrelación entre enzimas y células, con particular referencia a las biotransformaciones celulares de hongos, bacterias y actinomicetos .

  5. Técnicas para la producción de enzimas y células inmovilizadas, diseño de reactores empacados y otros modelos y sus aplicaciones industriales.

  6. Casos estudio sobre el impacto económico global de la biocatálisis

  7. Prospectos futuros de la biocatálisis.


 
TEMAS DE ESTUDIO
1.- Introducción general

  1. Biocatálisis fundamentos en enzimología (aspectos estructurales y funcionales,

Ing. de proteínas.
  1. Biocatálisis enzimática molecular.
  2. Biocatálisis celular (mapas metabólicos, ingeniería metabólica)

 
2.- Enzimología industrial
  1. Tipos de enzimas y sus origenes.
  2. Selección de enzimas para uso industrial.

 
3.- Cinética enzimática práctica
  1. Actividad catalítica.
  2. Curvas de progresión.
  3. Constantes modelos de reacción.
  4. Eficiencia catalítica.

 
4.- Aislamiento y caracterización de sistemas enzimáticos
  1. Nivel laboratorio
  2. Nivel industrial
  3. Bases de datos

 
 
 
 
 
 
5.- Enzimología industrial
Aplicaciones enzimáticas:
  1. Cereales, pan, cervecería y producción de etanol
  2. Productos lácteos
  3. Detergentes
  4. Edulcorantes
  5. Pulpa y papel
  6. Textiles

  7. Frutas y vegetales

  8. Revisión de casos relacionados con los sectores: Farmacéuticos, salud y diagnósticos.


 
6.- Inmovilización de enzimas y células.

  1. Reactores enzimáticos

  2. Reactores microbianos

  3. Biotransformaciones

    1. Industria farmacéutica

    2. Tratamiento de efluentes y desechos


 
7.- Estabilidad de la estructura y actividad catalítica.

  1. Ingeniería de proteínas

  2. Ingeniería de medios de reacción

  3. Cristales catalíticos

  4. Polímeros catalíticos


 
8.- Biosensores.

  1. Nanobiocatálisis

  2. Diagnósticos


9.- Legislación y regulación sobre el uso industrial y comercial de enzimas.


 
LIBRO DE TEXTO Y CONSULTA

1.- Enzyme structure and mechanism. Second edition. By Alan Fersht (1977). W. H. Freeman and Company, New York, U.S.A.

 
2.- Introduction to biocatalysis using enzymes and microorganism. By Stanley M. Roberts, Nicholas J. Turner, Andrew J. Willetts and Michael K. Turner. (1995), Cambridge University Press, U.K.

 
3.- Protein structure and molecular propieties. Second Ediction. By Thomas E. Creyhton. (1993). W.H. Freeman & Conmpany, New York, U.S.A.

 
MATERIAL DE APOYO

1.- Periodicals
Enzyme and microbial technology
Biotechnology and applied microbiology
Biotechnology and bioengineering
Industrial Microbiology
Nature
Science

 

EVALUACION DEL CURSO

La calificación evaluatoria del curso contempla que el estudiante cubra cada uno de los aspectos relacionados con tareas, exámenes parciales (3), participación en clase y proyecto final, exámen final (1). Ponderando estos rubros a continuación.

Examenes parciales 45%
Exámen final 35%
Proyecto final, tareas y participación 20%
Total calificación 100%

 

Calificación mínima aprobatoria es siete (7)
.

ENZIMOLOGIA Y BIOCATALISIS


PROGRAMA SINTETICO

PARTE I

INTRODUCCION GENERAL

 

Las enzimas se han distinguido por su gran habilidad para biocatalizar en forma altamente específica, velocidad y eficiencia diversas reacciones químicas. Sin su ayuda muchas de las reacciones en el metabolismo de los seres vivos serían imposibles. Dichos atributos son ya una marca de clase, que les ha valido ampliamente en infinidad de procesos analíticos e industriales, por ejemplo multiples procesos de fermentación y bionversiones de importancia tecnológica, industrial y económica son per se procesos multienzimáticos. Este curso tiene como meta principal que el estudiante conozca la biocatálisis y su amplio radio de acción. Se contempla explorar la biocatálisis celular y enzimática como las dos ramas principales base de todo bioproceso. El manejo de conceptos, modelos y casos estudio serán clave en el avance y análisis de esta área de gran relevancia para el sector industrial. La tecnología enzimática y bioconversiones son procesos claves para los sectores farmacéutico, alimentos, energía, salud y medio ambiental, apoyados en áreas como la Ingeniería enzimática, Ingeniería de solventes, Ingeniería de proteínas y diseño de reactores, serán reelevantes para emplear la biocatálisis como base en los procesos de innovación tecnológica y desarrollo económico de la bioindustria.

 
 
BIOCATALISIS


Las enzimas se han distinguido por su gran especificidad y habilidad para biocatalizar en forma altamente veloz y eficiente multiples reacciones químicas. Este curso tiene como meta principal que el estudiante conozca los procesos de biocatálisis y su amplio radio de acción a nivel celular y enzimático como las dos ramas principales base de todo bioproceso. El manejo de conceptos, modelos y casos de estudio son indispensables en el avance y análisis de esta área de continuo crecimiento. La tecnología enzimática y bioconversiones son procesos claves para los sectores farmacéutico, alimentos, energía, salud y medio ambiental, respaldando la innovación tecnológica y desarrollo económico de la industria.

 

 
 
 
 
 
PARTE II


DATOS GENERALES DE LA MATERIA

NOMBRE DE LA MATERIA: ENZIMOLOGIA Y BIOCATALISIS
NOMBRE DE LA MATERIA EN INGLES: ENZYMOLOGY AND BIOCATALYSIS
TITULAR DE LA MATERIA: DR. MARCO A. MAEZ VAZQUEZ
CLAVE DE LA MATERIA: TA-95-129
HORAS DE CLASE: 3
HORAS DE LABORATORIO: 0
UNIDADES: 12
EQUIVALENCIAS AL PLAN ANTERIOR: TECNOLOGIA ENZIMATICA

 
 
PARTE III

 
GENERACIONES A LAS QUE SE IMPARTE LA MATERIA:

CARRERA O DIVISION: BIOQUIMICA Y BIOPROCESOS (MBI).
SEMESTRE: 2
REQUISITOS: BIOQUIMICA, ING.

 
 
PARTE IV

 
DESCRIPCION DEL PLAN ANALITICO DE LA MATERIA

1.- Introducción general


  1. Biocatálisis fundamentos en enzimología (aspectos estructurales y funcionales).

  2. Biocatálisis enzimática molecular.

  3. Biocatálisis celular (mapas metabólicos, ingeniería metabólica).


2.- Enzimología industrial (I)

  1. Tipos de enzimas y sus origenes

  2. Selección de enzimas para uso industrial


3.- Cinética enzimática práctica

  1. Actividad catalítica

  2. Curvas de progresión catalítica

  3. Constantes y modelos de reacción

  4. Eficiencia catalítica


4.- Aislamiento y caracterización de sistemas enzimáticos

  1. Nivel laboratorio

  2. Nivel industrial

  3. Bases de datos


 
 
5.- Enzimología industrial (II)
Aplicaciones enzimáticas:

  1. Cervecería y producción de etanol

  2. Producción lácteos

  3. Detergentes

  4. Edulcorantes

  5. Pulpa y papel

  6. Textiles

  7. Frutas y vegetales

  8. Revisión de casos relacionados con los sectores: Farmacéuticos, salud y diagnósticos.


 
6.- Inmobilización de enzimas y células

  1. Reactores enzimáticos

  2. Reactores microbianos

  3. Biotransformaciones

    1. Industria farmacéutica

    2. Tratamiento de efluentes y desechos

 
7.- Estabilidad de la estructura y actividad catalítica

  1. Ingeniería de proteínas

  2. Ingeniería de medios de reacción

  3. Cristales catalíticos

  4. Polímeros catalíticos


 
8.- Biosensores

  1. Nanobiocatálisis

  2. Diagnósticos


 
9.- Legislación y regulación sobre el uso industrial y comercial de enzimas

LIBRO DE TEXTO Y CONSULTA

1.- Introduction to biocatalysis using enzymes and microorganism. By Stanley M. Roberts, Nicholas J. Turner, Andrew J. Willetts and Michael K. Turner. (1995), Cambridge University Press, U.K.

2.- Enzyme technology. By M.F. Chaplin and C. Bucke. (1990). Cambridge University Press, U.K.

3.- Protein structure and molecular propieties. Second Ediction. By Thomas E. Creyhton. (1993). W.H. Freeman & Conmpany, New York, U.S.A.

 
 
 
 
 
 
 
MATERIAL DE APOYO


1.- Periodicals
Enzyme and microbial technology
Biotechnology and applied microbiology
Biotechnology and Bioengineering
Industrial microbiology
Nature
Science

TIEMPO ESTIMADO POR TEMA

(Aproximadamente 19 sesiones 3 h. cada sesión)

TEMA NUMERO DE SESIONES
1 2
2 2
3 2
4 2
5 3
6 3
7 2
8 2
9 1

EVALUACION DEL CURSO

La calificación evaluatoria del curso contempla que el estudiante cubra cada uno de los aspectos relacionados con tareas, exámenes parciales (3), participación en clase y proyecto final, examen final (1). Ponderando estos rubros a continuación.

Exámenes parciales 45%
Exámen final 35%
Proyecto final, tareas y participación 20%
Total calificación 100%

Calificación mínima aprobatoria es siete (7).