Tecnologia de Enzimas
Código
10688
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Química
Créditos
6.0
Professor responsável
Ana Cecília Afonso Roque, Manuel José Teixeira Carrondo
Horas semanais
5
Total de horas
74
Língua de ensino
Português
Objectivos
Proporcionar uma formação integrada na área de Tecnologia Enzimática dando uma visão de aplicações dos enzimas a nível industrial, analítico e na área da saúde. Os conceitos fundamentais de enzimologia e biocatalisadores serão integrados numa perspectiva de Engenharia Enzimática, dando-se ênfase a questões de Actividade e Estabilidade do biocatalisador. Pretende-se que os alunos compreendam e dominem o processo de triagem e selecção de um biocatalisador para uma determinada aplicação, as técnicas de produção e purificação do biocatalisador seleccionado, optimização das condições e meios reaccionais para biocatálise, modelação da cinética de biocatalisadores imobilizados e projecto de bioreactores enzimáticos, com a respectiva integração do processo de recuperação do produto final.
Pré-requisitos
não tem
Conteúdo
(i) Estrutura e função de Enzimas e Biocatalisadores.
(ii) Actividade e Estabilidade de Enzimas: Princípios de cinética enzimática, modelos de inibição da actividade enzimática; Desnaturação e Inactivação de Enzimas.
(iii) Produção, isolamento e purificação de Biocatalisadores. Fontes de enzimas e biocatalisadores em geral, produção de enzimas por fermentação. Estratégias para a obtenção de enzimas intra- e extra-celulares. Separação sólido-líquido, métodos físicos, químicos e enzimáticos de desintegração celular. Precipitação de proteínas, extracção líquido-líquido e processos cromatográficos e de afinidade.
(iv) Métodos para a obtenção de biocatalisadores activos e estáveis. Engenharia de Proteínas, modificações químicas e genéticas. Técnicas de modelação molecular como ferramentas em engenharia enzimática. Imobilização de Biocatalisadores: suportes e métodos de imobilização.
(v) Caracterização de biocatalisadores imobilizados. Efeitos da imobilização sobre a cinética enzimática e propriedades dos enzimas. Efeitos de difusão interna e externa.
(vi) Reactores enzimáticos para biocatalisadores solúveis e imobilizados. Projecto e análise de funcionamento de bioreactores: reactor descontínuo com agitação, reactor tipo pistão (tubular e leito fixo), reactor contínuo com agitação.
Bibliografia
[1] Klaus Buchholz, Volker Kasche, Uwe Theo Bornscheuer (2005), “Biocatalysts and Enzyme Technology”, Wiley-VCH.
[2] H.W. Blanch & D.S. Clark (1996) "Biochemical Engineering", Marcel Dekker, Inc., N.Y
[3] G. Durand et P. Monsan (1982), "Les Enzymes - Production et Utilizations industrielles", Gauthier-Villars, Paris.
[4] J.E. Bailey & D.F.Ollis (1977), "Biochemical Engineering Fundamentals", McGrawHill Book CO, N.Y. (Chapters 4 and 5)
[5] D.I.C. Wang et al. (1979), "Fermentation and Enzyme Technology", John Wiley & Sons, N.Y..
Método de ensino
Aulas téoricas, aulas teórico-práticas (resolução de problemas) e aulas práticas (aulas laboratoriais de trabalho experimental e computacional).
Método de avaliação
A avaliação da unidade de Tecnologia de Enzimas realizar-se-á da seguinte forma:
ü Dois testes para avaliação individual da parte teórica e teórico-prática (média dos 2 testes terá que ser no mínimo 10 val., caso contrário o aluno vai a exame) – 60%. Cada teste terá a duração de 1h00 (O exame será realizado no horário das Teóricas).
ü Três aulas laboratoriais (2 aulas trabalho experimental – aulas P1 e P2 - e 1 aula trabalho computacional – aula P3), sobre as quais se elaboram 2 relatórios que serão discutidos com os docentes - 40%. A discussão com os docentes terá a duração de 30min/grupo. Relatório 1: Aulas P1 e P2; Relatório 2 – Aula P3. Ponderação: Relatório+discussão aulas P1 e P2 – 30%; Relatório+discussão aula P3 – 10%.