Regulación del Metabolismo - Facultad de Ciencias Biológicas

Guía Docente Grado en Biología
Datos básicos de la asignatura
Asignatura:
Regulación del Metabolismo
Tipo:
Créditos ECTS:
Teóricos:
Prácticos:
Seminarios:
Tutorías:
Curso:
Semestre:
Departamento
responsable:
Profesor coordinador:
Profesores:
Optativa
6
2.7
1.8
1.2
0.3
Segundo
Primero
Bioquímica y Biología Molecular I
Alberto Guillén Maestro
Bioquímica y Biología
Molecular I
Consultar página web de la Facultad.
alguille@ucm.es
913944157
Datos específicos de la asignatura
Descriptor:
Requisitos:
Recomendaciones:
Mecanismos de regulación metabólica en respuesta a señales extracelulares: receptores,
mensajeros intracelulares y regulación de la fosforilación de proteínas. Integración y
regulación de las vías del metabolismo de hidratos de carbono, lípidos y aminoácidos:
adaptaciones bioquímicas en diferentes situaciones fisiopatológicas.
Ninguno.
Se recomienda haber superado las asignaturas de Bioquímica y Biología Celular e
Histología de primer curso.
Competencias
Competencias
transversales y
genéricas:
Competencias
específicas:
Interpretar, sintetizar y evaluar datos biológicos en general y bioquímicos en particular
(CT1, CG1, CG4, CG8).
Integrar conocimientos y aplicarlos a la resolución de problemas biológicos y bioquímicos
utilizando el método científico (CT10, CG6, CG7, CG12).
Trabajar de forma adecuada en un laboratorio bioquímico, utilizando algunos de los
instrumentos y métodos de experimentación bioquímica (CT6, CG10, CG11, CG13, CG16).
Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación (CT4, CT7, CT8).
Desarrollar la capacidad de autoaprendizaje y de trabajo autónomo y en equipo (CT2,
CT11, CT12, CT14, CT17).
Conocer los mecanismos bioquímicos de las vías de señalización celular y su implicación
en la regulación metabólica.
Comprender y aplicar la metodología para la caracterización de receptores de membrana y
sus mecanismos de transducción.
Comprender el diseño de las rutas metabólicas y los mecanismos de regulación de las
enzimas claves en el control de dichas rutas.
Conocer el significado fisiológico de los mecanismos de regulación enzimática y su función
en la adaptación metabólica a diferentes situaciones fisiopatológicas.
Plantear hipótesis de trabajo e interpretar resultados en el campo de la biología de la
señalización celular y el control metabólico.
(Estas competencias se incluyen en las competencias específicas CE3, CE5, CE7, CE10).
Objetivos
Los objetivos de esta asignatura se articulan en torno a dos ejes principales. El primero se centra en el conocimiento
de los mecanismos de regulación metabólica en respuesta a señales extracelulares, prestando especial atención al
estudio de los diferentes mensajeros extracelulares y los receptores a través de los cuales actúan, los mensajeros
intracelulares y los efectores que los sintetizan, la regulación de la fosforilación de proteínas como principal
mecanismo regulador en respuesta a señales extracelulares, y el control transcripcional de los niveles enzimáticos. El
segundo se concreta en el estudio de la integración y regulación de las principales vías del metabolismo
intermediario, haciendo especial énfasis en la modulación, tanto alostérica como por fosforilación-desfosforilación, de
las enzimas reguladoras de cada ruta, estudiándose asimismo las adaptaciones de estas rutas metabólicas en
diversas situaciones fisiopatológicas.
Metodología
Descripción:
Los recursos didácticos que se utilizarán en las clases teóricas serán la pizarra y
proyecciones de esquemas, figuras y tablas de apoyo.
En los seminarios se resolverán problemas numéricos y se discutirán los aspectos
metodológicos relacionados, se interpretarán resultados de trabajos de investigación y se
abordarán otros aspectos que reforzarán los conocimientos adquiridos en las clases
Distribución de
actividades docentes
Bloques temáticos:
teóricas.
En las clases teóricas y en los seminarios se fomentará la participación de los estudiantes
y se les incitará a desarrollar su capacidad de autoaprendizaje y trabajo autónomo, cuyo
seguimiento se realizará en las tutorías.
Las clases prácticas servirán para el aprendizaje y manejo de algunas de las metodologías
y técnicas de experimentación bioquímica. Las clases prácticas fomentarán además la
capacidad de trabajo en equipo de los estudiantes.
El Campus Virtual servirá como herramienta de apoyo para las diferentes actividades
docentes. En él figurarán el programa de la asignatura; las presentaciones de apoyo a las
clases teóricas; revisiones bibliográficas recientes de cada uno de los temas teóricos; los
problemas que se resolverán y los trabajos de investigación que se discutirán durante los
seminarios; los protocolos experimentales para las clases prácticas, y enlaces con bases
bibliográficas así como con páginas web de interés.
Horas
% respecto del total
27
45
Clases teóricas:
18
30
Clases
prácticas:
12
20
Exposiciones y/o
seminarios:
3
5
Tutoría:
Evaluación:
60
40
Trabajo
presencial:
90
60
Trabajo
autónomo:
150
Total:
BLOQUE I: REGULACIÓN METABÓLICA POR MENSAJEROS EXTRA CELULARES
Principios de regulación metabólica. Mensajeros extracelulares. Receptores. Mensajeros
intracelulares. Efectores. Fosforilación y desfosforilación de proteínas.
BLOQUE II: CONTROL DEL METABOLISMO
Metabolismo de hidratos de carbono. Metabolismo de lípidos. Catabolismo de
aminoácidos.
Evaluación
Criterios aplicables:
Organización
semestral
Temario
Programa teórico:
La evaluación de los conocimientos adquiridos en las clases teóricas, seminarios y clases
prácticas se realizará mediante un examen final escrito, que se podrá desarrollar en dos
fases (diciembre y enero-febrero). La evaluación podrá también tener en cuenta la
elaboración y exposición de trabajos, la resolución de cuestionarios, la asistencia y
participación en clases teóricas y seminarios o la actitud y aptitud demostrada durante la
realización de las prácticas.
Al comienzo del curso los profesores detallarán en cada grupo los criterios de evaluación.
La evaluación en la convocatoria extraordinaria tendrá lugar mediante un único examen
escrito.
La realización de las prácticas es obligatoria para aprobar la asignatura.
Consultar Agenda Docente (página web de la Facultad).
BLOQUE I: REGULACIÓN METABÓLICA POR MENSAJEROS EXTRA CELULARES
Tema 1. Principios de regulación metabólica. Señales extracelulares y señales metabólicas.
Tipos y estructura química de los mensajeros extracelulares. Enzimas reguladoras:
modulación de la actividad y niveles enzimáticos. Compartimentación celular y tisular del
metabolismo.
Tema 2. Receptores de membrana plasmática. Receptores que constituyen un canal
iónico. Receptores con actividad enzimática. Proteínas G. Receptores acoplados a
proteínas G. Desensibilización de receptores.
Tema 3. Mensajeros intracelulares. AMP cíclico y GMP cíclico: estructura y regulación de
las adenilil ciclasas y guanilil ciclasas. Fosfodiesterasas de nucleotidos cíclicos.
Tema 4. Mensajeros de origen lipídico: fosfolipasas. Estructura y regulación de fosfolipasas
C de fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato. El ión calcio como mensajero intracelular: estructura y
regulación de receptores de IP3 y rianodina. Mecanismos de acción del calcio: calmodulina.
Tema 5. Fosforilación y desfosforilación de proteínas. Proteína quinasas. Estructura y
regulación de proteína quinasas dependientes de mensajeros intracelulares. Fosfoproteína
fosfatasas: tipos y regulación.
Tema 6. Proteína tirosina quinasas. Mecanismos de acción de receptores con actividad
tirosina quinasa. Receptores de citoquinas.
Tema 7. Receptores intracelulares. Receptores de hormonas esteroides. Receptores de
hormonas no esteroides. Regulación de la transcripción.
BLOQUE II: CONTROL DEL METABOLISMO
Tema 8. Metabolismo de hidratos de carbono. Regulación de la concentración de glucosa en
sangre. Metabolismo de glucógeno en músculo esquelético e hígado. Degradación de
glucógeno: regulación de glucógeno fosforilasa y glucógeno fosforilasa quinasa.
Tema 9. Síntesis de glucógeno: regulación de glucógeno sintasa. Regulación coordinada de
la degradación y síntesis de glucógeno: hormonas y neurotransmisores implicados.
Tema 10. Glicolisis y gluconeogénesis. Fosfofructoquinasas y fructosa-bisfosfato fosfatasas:
función en el control coordinado de glicolisis-gluconeogénesis. Papel de fructosa 2,6bisfosfato: efecto de glucagón. Regulación de piruvato quinasas, piruvato carboxilasa y
fosfoenolpiruvato carboxiquinasa.
Tema 11. Descarboxilación de piruvato y destinos de acetil-CoA. Regulación del complejo
piruvato deshidrogenasa. Regulación del ciclo de Krebs. Conexión del metabolismo de
hidratos de carbono y lípidos.
Tema 12. Metabolismo lipídico. Transporte de lípidos en plasma: lipoproteínas y lipoproteína
lipasa. Lipogénesis. Regulación de acetil-CoA carboxilasas: papel de la proteína quinasa
activada por AMP.
Tema 13. Lipolisis en tejido adiposo: regulación hormonal y destino de los productos de la
lipolisis. β-oxidación y cetogénesis. Regulación coordinada de la biosíntesis y oxidación de
ácidos grasos: carnitina palmitoiltransferasa I.
Tema 14. Catabolismo de aminoácidos. Destinos del esqueleto carbonado y del grupo amino.
Ciclo glucosa-alanina. Carbamil-fosfato sintetasas: función y regulación. Regulación del ciclo
de la urea.
Programa práctico:
Regulación de la expresión de una enzima: estudio mediante electroforesis e
inmunodetección.
Seminarios:
En los seminarios se ampliarán e integrarán conocimientos adquiridos en el programa
teórico, abordándose aspectos como: la caracterización de receptores, las técnicas que
permiten el estudio de las vías de señalización intracelular, los mecanismos de acción de
diversos fármacos o las adaptaciones metabólicas del organismo a diferentes situaciones
fisiopatológicas. Gran parte de estos objetivos se alcanzarán mediante la resolución de
problemas numéricos o la interpretación y discusión de resultados de trabajos científicos.
T.M. Devlin. Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas. 4ª ed. Reverté. 2004.
J.M. Berg, J.L. Tymoczko y L. Stryer. Bioquímica. 6ª ed. Reverté. 2008.
B. Alberts et al. Introducción a la Biología Celular. 3ª ed. Panamericana. 2011.
H. Lodish et al. Molecular Cell Biology. 7ª ed. Freeman. 2012.
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C.K. Mathews, K.E. Van Holde y K.G. Ahern. Bioquímica. 3ª ed. Pearson. 2005.
G.J. Siegel et al. (eds.). Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects. 7ª ed.
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B.W. O'Malley (ed.). Hormones and Signaling. Academic Press. 1998.
D. Bowles (ed.). Essays in Biochemistry. Vol.32: Cell Signalling. Portland Press. 1997.
K.N. Frayn. Metabolic Regulation: A Human Perspective. Portland Press. 2001.
B.D.Gomperts, I.J. Kramer y P.E.R. Tatham. Signal Transduction. 2ª ed. Academic Press.
2009.
G. Krauss. Biochemistry of Signal Transduction and Regulation. 4ª ed. Wiley-VCH. 2008.
Bibliografía: