Química Bioinorgánica

TITULACIÓN: LICENCIATURA EN QUÍMICA
CURSO ACADÉMICO: 2011-2012
GUÍA DOCENTE de QUÍMICA BIOINORGÁNICA
EXPERIENCIA PILOTO DE IMPLANTACIÓN DEL SISTEMA DE CRÉDITOS
EUROPEOS EN LA UNIVERSIDAD DE JAÉN.
UNIVERSIDADES ANDALUZAS
DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Química Bioinorgánica
CÓDIGO: 3198
AÑO DE PLAN DE ESTUDIOS: 1995
TIPO (troncal/obligatoria/optativa) : Optativa
Créditos LRU / ECTS
Créditos LRU/ECTS
Créditos LRU/ECTS
totales: 9/7.2
teóricos: 6/4.8
prácticos: 3/2.4
CURSO: 4º
CUATRIMESTRE: Anual CICLO: 2º
DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: Mª Dolores Gutiérrez Valero
CENTRO/DEPARTAMENTO: Facultad de Ciencias Experimentales/ Dpto. Química
Inorgánica y Orgánica
ÁREA: Química Inorgánica
Nº DESPACHO: 450
E-MAIL:mdgutie@ujaen.es TF: 953212739
URL WEB:
NOMBRE: Mª Luz Godino Salido
CENTRO/DEPARTAMENTO: Facultad de Ciencias Experimentales/Dpto. Química
Inorgánica y Orgánica
ÁREA: Química Inorgánica
Nº DESPACHO: 460
E-MAIL:mlgodino@ujaen.es TF: 953212745
URL WEB:
DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA
1. DESCRIPTOR
Metaloproteínas y moléculas biológicas que contienen metales. Reacciones químicas en
sistemas biológicos. Almacenamiento y transporte de elementos esenciales. Metales
alcalinos y alcalinotérreos en procesos biológicos. Proteínas hemo y transportadores de
oxígeno. Aplicaciones médicas y farmaceúticas.
2. SITUACIÓN
2.1. PRERREQUISITOS: El alumno debe tener conocimientos de reactividad química
y de química de la coordinación.
2.2. CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN: Es una asignatura optativa que
complementa los conocimientos de Química Inorgánica adquiridos al cursar las
asignaturas troncales y obligatorias de la titulación de Química.
2.3. RECOMENDACIONES: Se recomienda tener superadas las asignaturas troncales
y obligatorias de la titulación en las que se imparten conocimientos de Química
Inorgánica en general y más concretamente de Química de la Coordinación. También es
aconsejable que el alumno tenga conocimientos de inglés.
3. COMPETENCIAS
3.1. COMPETENCIAS TRANSVERSALES/GENÉRICAS:
 Capacidad de análisis y síntesis
 Capacidad de organización y planificación
 Comunicación oral y escrita en la lengua nativa
 Trabajo en equipo
3.2. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:
 Cognitivas (Saber):
- Conocimiento de la reactividad y papel de los iones inorgánicos en los seres
vivos, así como de la estructura y funciones de las biomoléculas de las que éstos
forman parte.
 Procedimentales/Instrumentales (Saber hacer):
- Capacidad para demostrar el conocimiento y comprensión de los conceptos y
principios relacionados con la Química Bioinorgánica.
- Capacidad para aplicar conceptos y principios de Química Inorgánica a la
resolución de cuestiones relacionadas con la Química Bioinorgánica
- Capacidad para relacionar conceptos de Química Inorgánica con otras
disciplinas como la Biología, Farmacología y Medicina
- Capacidad para interpretar datos procedentes de observaciones y medidas en el
laboratorio
 Actitudinales (Ser):
- Mantener una actitud de aprendizaje y mejora continua
- Trabajar con espíritu crítico y mejorar la capacidad de síntesis y análisis
4. OBJETIVOS
 Relacionar conceptos de la Química Inorgánica con el comportamiento
de los elementos en sistemas biológicos
 Comprender el papel y los mecanismos de acción de los diferentes iones
inorgánicos en sistemas biológicos
 Conocer las aplicaciones más importantes de la Química Bioinorgánica
5. METODOLOGÍA
NÚMERO DE HORAS DE TRABAJO DEL ALUMNO:
PRIMER CUATRIMESTRE:
Nº de Horas: 73
 Clases Teóricas*: 22
 Clases Prácticas*:
 Exposiciones y Seminarios*: 3
 Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
A) Colectivas*: 1
B) Individuales:
 Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
A) Con presencia del profesor*: 4
B) Sin presencia del profesor: (ver apartados B) y C) del punto siguiente)
 Otro Trabajo Personal Autónomo:
A) Horas de estudio: 32
B) Preparación de Trabajo Personal: 4
C) Resolución de cuestiones de seminario: 5
 Realización de Exámenes:
A) Examen escrito: 2
B) Exámenes orales (control del Trabajo Personal):
SEGUNDO CUATRIMESTRE:
Nº de Horas: 107
 Clases Teóricas*: 20
 Clases Prácticas*: 22
 Exposiciones y Seminarios*: 9 (6 h correspondientes a exposiciones relacionadas


con contenidos de las sesiones teóricas y 3 h correspondientes a exposiciones
relacionadas con contenidos de las sesiones de prácticas de laboratorio)
Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
A) Colectivas*: 1
B) Individuales:
Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
A) Con presencia del profesor*: 8 (3 h correspondientes a resolución de
cuestiones relacionadas con los contenidos de las sesiones teóricas y 5 h
correspondientes a la elaboración del cuaderno de laboratorio)
B)

Sin presencia del profesor: (ver apartados B) y C) del punto
siguiente)
Otro Trabajo Personal Autónomo:
A)
Horas de estudio: 40 (32 h correspondientes al estudio de contenidos
impartidos en clases teóricas + 8 h correspondientes al estudio de
contenidos impartidos en clases prácticas)
B) Preparación de Trabajo Personal: 3
C) Resolución de cuestiones de seminario: 2
 Realización de Exámenes:
A)
Examen escrito: 2
Exámenes orales (control del Trabajo Personal):
6. TÉCNICAS DOCENTES (señale con una X las técnicas que va a utilizar en el desarrollo de su
asignatura. Puede señalar más de una. También puede sustituirlas por otras):
Sesiones académicas teóricas
Exposición y debate:
Tutorías especializadas:
X
X
X
Sesiones académicas prácticas
Visitas y excursiones:
Controles de lecturas obligatorias:
X
Otros (especificar):
DESARROLLO Y JUSTIFICACIÓN:
Sesiones académicas teóricas: Estas sesiones se desarrollarán aplicando
fundamentalmente el método expositivo utilizando pizarra y recursos visuales tales
como transparencias, diapositivas, cañón de video, etc. El profesor incentivará la
participación del alumno en clase.
Sesiones académicas prácticas: En estas sesiones se agrupará a los alumnos por
parejas. Al comienzo de la sesión el profesor explicará el fundamento de la práctica a
realizar e indicará las fuentes bibliográficas adecuadas. El alumno deberá anotar en el
cuaderno de laboratorio todas las observaciones, información y conclusiones
correspondientes a las sesiones prácticas.
Sesiones de exposición y debate: Los alumnos, asistidos por el profesor, realizarán un
trabajo de un tema relacionado con Química Bioinorgánica y realizarán una exposición
oral del mismo en clase. Asimismo, llevarán a cabo diferentes búsquedas bibliográficas
sobre temas relacionados con la asignatura y expondrán los resultados de dichas
búsquedas. Además, el profesor entregará a los alumnos diferentes cuestionarios sobre
los contenidos de la asignatura que tendrán que resolver y cuya resolución expondrán en
clase. Las exposiciones de los alumnos irán seguidas de un debate.
Tutorías especializadas: En ellas se atenderán las dudas de los estudiantes, se revisarán
los cuestionarios y se ayudará a los alumnos a la preparación de los trabajos y
exposiciones.
7. BLOQUES TEMÁTICOS (dividir el temario en grandes bloques temáticos; no hay número
mínimo ni máximo)
I. Fundamentos
II. Aspectos fundamentales de la Química Bioinorgánica de diferentes elementos
III. Acción terapeútica y toxicidad
8. BIBLIOGRAFÍA
8.1 GENERAL
 “Bioinorganic Chemistry: A Survey”. Ei-Ichiro Ochiai. Elsevier Inc., 2008.
 “Introducción a la Química Bioinorgánica”. M. Vallet, J. Faus, E. GarcíaEspaña, J. Moratal. Síntesis S. A., 2003
 “Química Bioinorgánica”. J. Casas, V. Moreno, A. Sánchez, J. L. Sánchez, J.
Sordo. Síntesis S.A., 2002.
 “Bioinorganic chemistry: A practical Course”. N. Metzler-Nolte, U.
Schatzschneider. De Gruyter, 2009.
 - “Bioinorganic medicinal chemistry”. E. Alessio. Wiley-VCH, 2011.
8.2 ESPECÍFICA
 "Bioinorganic Chemistry: A Short Course". R. M. Roat-Malone, 2007.
 “Química Inorgánica”. Shriver & Atkins. 4ª Edición, McGraw Hill, 2006.
Capítulos 4, 6, 18-20 y 26.
 "Laboratory Introduction to Bioinorganic Chemistry". E. I. Ochiai, David R.
Williams. Macmillan P. 1979.
 “Química Inorgánica”. G. E. Rodgers, McGraw Hill, 1995. Capítulos 2-6.
 "Química Bioinorgánica". E. J. Barán. McGraw-Hill, 1994.
 "Principles of Bioinorganic Chemistry". S. J. Lippard, J. M. Berg. University
Science Books, 1994
 "Bioinorganic Chemistry". W. Kaim. John Wiley and Sons Ltd, 2005.
 “Biological Inorganic Chemistry. An Introduction”. R. Crichton. Elsevier, 2007
 "Concepts and Models in Bioinorganic Chemistry". H-B. Kraatz, N. MetzlerNolte. Wiley-VCH, 2006.
 -"Biomineralization: Principles and Concepts in Bioinorganic Materials
Chemistry (Oxford Chemistry Masters S.)". Stephen Mann. Oxford University
Press, 2001.
 “Uses of Inorganic Chemistry in Medicine”. N. Farrell (Ed.). Springer-Verlag,
1999.
9. TÉCNICAS DE EVALUACIÓN



Pruebas escritas sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
Control de las actividades académicamente dirigidas. Dicho control se basará en
la revisión de la resolución de cuestionarios planteados a los alumnos, del
trabajo bibliográfico, del cuaderno de laboratorio, así como de las presentaciones
y exposiciones llevadas a cabo por los alumnos.
Control de asistencia y participación en las sesiones prácticas, exposiciones y
debates y tutorías.
Criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas durante el curso):


65% Pruebas escritas
35% Actividades académicamente dirigidas y asistencia a sesiones prácticas,
exposiciones y debates, tutorías y participación en las diferentes sesiones.
Para superar la asignatura es imprescindible obtener una puntuación mínima de 4,0 en el
examen escrito
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
Nº de horas de
sesiones teóricas
Nº de horas de
sesiones prácticas
Nº de horas de
exposiciones y
seminarios
Nº de horas de
tutorías
especializadas
Exámenes
Temas del temario a tratar
1ER CUATRIMESTRE
1ª: 26-30 septiembre 2011
2
2ª: 3-7 octubre
2
3ª: 10-14 octubre
2
4ª: 17-21 octubre
2
5ª: 24-28 octubre
2
6ª: 31 oct. - 4 noviembre
2
7ª: 7-11 noviembre
2
8ª: 14-18 noviembre
9ª: 21-25 noviembre
2
1
1
Tema 1. Consideraciones
Generales
Tema 2. Química de la
coordinación en los sistemas
biológicos
Exposición de trabajos del
Tema 2
Tema 3: Nociones de
Bioquímica
Tema 3: Nociones de
Bioquímica
Tema 4: Absorción celular,
almacenamiento de iones
metálicos. Procesos de
biomineralización
Tema 4: Absorción celular,
almacenamiento de iones
metálicos. Procesos de
biomineralización
Resolución cuestiones
Temas 1, 2, 3 y 4
Exposición de búsquedas
bibliográficas
Tema 5: Activación
biológica del oxígeno y del
nitrógeno
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
Nº de horas de
sesiones teóricas
10ª: 28 nov. - 2 diciembre
2
11ª: 5-9 diciembre
2
12ª: 12-16 diciembre
1
13ª: 19-23 diciembre
Nº de horas de
sesiones prácticas
Nº de horas de
exposiciones y
seminarios
Nº de horas de
tutorías
especializadas
Exámenes
Temas del temario a tratar
Tema 6: Proteínas y
enzimas de hierro con
grupos hemo y compuestos
análogos
Tema 6: Proteínas y
enzimas de hierro con
grupos hemo y compuestos
análogos
Tema 6: Proteínas y
enzimas de hierro con
grupos hemo y compuestos
análogos
1
Resolución cuestiones temas
5y6
Tema 7: Proteínas y
enzimas de hierro sin grupos
hemo y compuestos
análogos
2
24 dic - 8 enero: 2012
14ª: 9-13 enero 2012
15ª: 16-20 enero
2
1
1
Tema 7: Proteínas y
enzimas de hierro sin grupos
hemo y compuestos
análogos
Resolución cuestiones tema
7
Tutoría colectiva sobre la
materia impartida en el
primer cuatrimestre
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
Nº de horas de
sesiones teóricas
Nº de horas de
sesiones prácticas
Nº de horas de
exposiciones y
seminarios
Nº de horas de
tutorías
especializadas
Temas del temario a tratar
21
16ª : 21-27 enero
17ª: 28 enero - 3 febrero
18ª: 4-10 febrero
19ª: 11-18 febrero
HORAS TOTALES
Exámenes
22
7
1
2
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
2º CUATRIMESTRE
1ª: 20 - 24 febrero
2
2ª: 27 febrero - 2 marzo
2
3ª: 5 - 9 marzo
2
Exposición artículos
investigación
Tema 8: Proteínas y enzimas
de cobre
Tema 8: Proteínas y enzimas
de cobre
Tema 9: Enzimas de
molibdeno y proteínas
análogas
1
El examen (parcial para alumnos de primera matrícula, final para alumnos repetidores que se presenten en esta convocatoria) se realizará en esta o en otra semana del
periodo de exámenes, dependiendo de la fecha establecida por el Centro
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
4ª: 12 - 16 marzo
5ª: 19 - 23 marzo
2
1
Sesiones teóricas:
Tema 9: Enzimas de
molibdeno y proteínas
análogas
20
2
9
Sesiones prácticas (de
laboratorio): Efecto plantilla;
Complejos de cobalto modelo
de transportadores de oxígeno;
Biomineralización
Resolución de cuestiones de
temas 8 y 9
Tema 10: Vitamina B12 y
Coenzima B12
Conclusión del trabajo
iniciado en las sesiones
prácticas de laboratorio
anteriores.
6ª: 26 - 30 marzo
2
Elaboración del cuaderno de
laboratorio y exposición de los
resultados de las sesiones
prácticas
Tema 10: Vitamina B12 y
Coenzima B12
Tema 11: Enzimas y proteínas
de cinc
31 de marzo – 9 de abril
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
7ª: 10 - 13 abril
2
8ª: 16 - 20 abril
2
9ª: 23 - 27 abril
2
10ª: 30 abril - 4 mayo
1
11ª: 7 - 11 mayo
12ª: 14 - 18 mayo
13ª: 21 - 25 mayo
1
Tema 13: Química
Bioinorgánica de metales
alcalinos y alcalinotérreos
Tema 13: Química
Bioinorgánica de metales
alcalinos y alcalinotérreos
2
1
1
Tema 11: Enzimas y proteínas
de cinc
Tema 12: Química
Bioinorgánica de otros
metales de transición
Tema 12: Química
Bioinorgánica de otros
metales de transición
Resolución cuestiones temas
10, 11 y 12
1
Introducción al tema 14:
Química Bioinorgánica de
elementos no metálicos
Exposiciones tema 14
1
Introducción al Tema 15:
Química Bioinorgánica,
medicina y farmacologia
Exposiciones Tema 15
Introducción al tema 16:
Toxicidad de elementos y
sistemas inorgánicos
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
14ª: 28 mayo - 1 junio
Exposiciones Tema 16
2
15ª: 4 - 8 junio
1
Resolución de cuestiones de
los temas 13 y 14
Resolución de cuestiones de
los temas 15 y 16
1
Tutoría colectiva sobre la
materia impartida durante
todo el curso, y más
concretamente sobre la
impartida en el segundo
cuatrimestre
22
16ª: 9 - 15 junio
17ª: 16 - 22 junio
18ª: 23 - 29 junio
19ª: 30 junio - 6 julio
20ª: 7 - 11 julio
HORAS TOTALES
2
Periodo de Exámenes
20
22
17
1
El exámen se realizará en esta o en otra semana del periodo de exámenes, dependiendo de la fecha establecida por el Centro
2
11. TEMARIO DESARROLLADO (con indicación de las competencias que se van a
trabajar en cada tema)
Nota: este apartado se puede integrar con el apartado 7 (BLOQUES TEMÁTICOS)
I.- FUNDAMENTOS
TEMA 1: CONSIDERACIONES GENERALES
TEMA 2: QUÍMICA DE LA COORDINACIÓN EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
TEMA 3: NOCIONES DE BIOQUÍMICA
II.- ASPECTOS FUNDAMENTALES DE LA QUÍMICA BIOINORGÁNICA DE
DIFERENTES ELEMENTOS
TEMA 4: ABSORCIÓN CELULAR, ALMACENAMIENTO DE IONES
METÁLICOS Y PROCESOS DE BIOMINERALIZACIÓN.
TEMA 5: ACTIVACIÓN BIOLÓGICA DEL OXÍGENO Y DEL NITRÓGENO
TEMA 6: PROTEÍNAS Y ENZIMAS DE HIERRO CON GRUPOS HEMO Y
COMPUESTOS ANÁLOGOS
TEMA 7: PROTEÍNAS Y ENZIMAS DE HIERRO SIN GRUPOS HEMO Y
COMPUESTOS ANÁLOGOS
TEMA 8: PROTEÍNAS Y ENZIMAS DE COBRE
TEMA 9: ENZIMAS DE MOLIBDENO Y PROTEÍNAS ANÁLOGAS
TEMA 10: VITAMINA B12 Y COENZIMA B12
TEMA 11: ENZIMAS Y PROTEÍNAS DE CINC
TEMA 12: QUÍMICA BIOINORGÁNICA DE OTROS METALES DE TRANSICIÓN
TEMA 13: QUÍMICA BIOINORGÁNICA DE METALES ALCALINOS Y
ALCALINOTÉRREOS
TEMA 14: QUÍMICA BIOINORGÁNICA DE ELEMENTOS NO METÁLICOS
III.- ACCIÓN TERAPEÚTICA Y TOXICIDAD
TEMA 15: QUÍMICA BIOINORGÁNICA, MEDICINA Y FARMACOLOGÍA
TEMA 16: TOXICIDAD DE ELEMENTOS Y SISTEMAS INORGÁNICOS
12. MECANISMOS DE CONTROL Y SEGUIMIENTO (al margen de los
contemplados a nivel general para toda la experiencia piloto, se recogerán aquí los
mecanismos concretos que los docentes propongan para el seguimiento de cada
asignatura):
Control de asistencia a clase. Supervisión de cuestiones de seminario y de los trabajos
monográficos.