UNIVERSIDADE DO PORTO FACULDADE DE CIÊNCIAS

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1 UNIVERSIDADE DO PORTO FACULDADE DE CIÊNCIAS PROGRAMA E CARGA HORÁRIA Disciplina: 3287 Bioquímica Industrial Curso: Mestrado em Bioquímica Ramo: 10 TRONCO COMUM / SEM RAMO Carga Horária: 28.0H TEÓRICAS 28.0H PRÁTICAS Plano de Estudos: /2008 1º Ano 1º Semestre Área Q 5.0ECTS Docente(s): Teóricas: Nuno Filipe da Cruz Batista Mateus Práticas: Nuno Filipe da Cruz Batista Mateus Língua de Ensino: Português Objectivos Pretende-se com esta disciplina abordar várias aplicações das áreas da Bioquímica, Biotecnologia, Biologia molecular e celular, Biofísica, Biologia, Química e mesmo Engenharia Biológica, a nível industrial. Serão discutidos e analisados vários processos utilizados na Indústria (bioprocessos e bioreactores) e ainda o papel da Biotecnologia no ambiente e na saúde. Programa Aulas teóricas (22 aulas): Cap. 1 - Introdução à Enzimologia Histórico Definição Propriedades gerais Classificação e nomenclatura das enzimas Cap. 2 - Engenharia Enzimática e de Proteínas Engenharia enzimática Perspectivas futuras em engenharia enzimática Estabilidade de proteínas Engenharia de proteínas Aplicações de enzimas na Indústria Cap. 3 - Biossensores Características gerais de um biossensor ideal Tipos de transdutor Bioquímica Industrial Página 1

2 Enzimas utilizadas em biossensores Áreas de aplicação Biossensores ópticos Biossensores electroquímicos Biossensores potenciométricos Biossensores condutimétricos Biossensores termométricos Biossensores enzimáticos para imunodetecção Cap. 4 - Bioprocessos Imobilização de Biocatalisadores Vantagens e limitações Métodos de imobilização de biocatalisadores Factores que afectam a cinética enzimática em sistemas multifásicos Aplicações de sistemas de células e enzimas imobilizadas Biocatálise em meios não-convencionais Objectivos do uso de meios não-convencionais Biocatálise em solventes orgânicos: vantagens e desvantagens Meios não convencionais usados em Biocatálise Bioreactores Classificação dos reactores em função do regime de operação Classificação dos reactores em função das características hidrodinâmicas Reactores para biocatalisadores imobilizados Cap. 5 Biotecnologia microbiana Histórico Objectivos da utilização industrial de microrganismos Os microrganismos com maior importância industrial Processo de biotecnologia microbiana Selecção e melhoramento de estirpes Condições de cultura e produção Produtos do metabolismo microbiano Exemplos da utilização industrial de microrganismos Cap. 6 - Biotecnologia ambiental Bioremediação Ecologia microbiana Vias metabólicas de degradação Factores que influenciam a biorremediação Processos de Biorremediação Controlo da poluição aquática Biotecnologia dos ambientes aéreos e confinados Cap. 7 - Biotecnologia da saúde Terapia géncia e novas vacinas Sistemas de libertação controlada de fármacos Biomateriais Bioquímica Industrial Página 2

3 Bibliografia Biotecnologia Fundamentos e Aplicações Nelson Lima, Manuela Mota LIDEL 2003 Engenharia Enzimática Joaquim Cabral, Maria Raquel Barros, Miguel Gama LIDEL 2003 Enzymes in Industry Production and Applications Ed. Wolfgang Aehle WILEY-VCH 2004 Outros livros de interesse geral: Biochemical Engineering Harvey W. Blanch, Douglas S. Clark MARCEL DEKKER 1997 Principles of Fermentation Technology 2nd Edition, Stanbury, Whitaker & Hall BH 1995 Metodologia de Ensino e Aprendizagem As aulas práticas da disciplina incluem a realização dos seguintes trabalhos laboratoriais: -Escurecimento enzimático dos frutos: cinética da enzima polifenol oxidase (PPO) -Determinação da actividade da enzima lipase em detergentes em pó -Determinação da actividade proteolítica em detergentes em pó Outra componente das aulas práticas constitui na elaboração de uma monografia sobre um tema pré-designado pelo docente ou, em alternativa, a apresentação oral do trabalho de pesquisa realizado. Uma última componente prática consiste em palestras proferidas por oradores convidados pelo docente. Temas de monografia: Engenharia enzimática e/ou proteica e aplicações industriais Exploração comercial de microrganismos Biossensores Inovações tecnológicas para a indústria clínica/farmacêutica Bioreactores industriais Inovações e aplicações Bioquímica Industrial Página 3

4 Biocatalisadores imobilizados (produção e propriedades) Biotecnologia microbiana e aplicações industriais Indústria cosmética Aplicações químicas, bioquímicas e biotecnológicas Química verde A biotecnologia ao serviço da sociedade Desenvolvimento e aplicações de novas enzimas na Indústria Alimentar Biomateriais Recentes avanços e aplicações Sistemas de libertação controlada de Fármacos Biotecnologia Alimentar Alimentos transgénicos Alimentos funcionais: prebióticos e probióticos Bioinsecticidas e Biopesticidas Aplicação de metabolitos secundários na Indústria Alimentar Terapia genica e novas vacinas Biosurfactantes e suas aplicações industriais Bioremediação de solos Novas linhas de investigação Biotecnologia Vegetal Exemplos e aplicações Biotecnologia Farmacêutica (síntese de fármacos e derivados) Nanotecnologia A ciência do século XXI? Segurança e regulamentação em Biotecnologia HACCP Controlo de Qualidade Industrial Bioética Biotecnologia amiga ou inimiga? Economia de bioprodutos (Case Studies) Método de Avaliação Avaliação: Nota Teórica (NT): exame teórico Nota Prática (NP): monografia/artigos científicos + relatórios dos trabalhos laboratoriais + avaliação contínua Nota Final = NP x 0,25 + NT x 0,75 Bioquímica Industrial Página 4

5 Estatística de Desempenho Insc Aval Aprov Falt Excl Apr/Insc Apr/Aval Mín Méd Max D.P. Complementar % 100 % Melhoria de Nota (E % 100 % Recurso) Melhoria de Nota (E Normal) Correcção de Nota % 100 % Recurso Inscrição Normal % 100 % Síntese % 100 % Bioquímica Industrial Página 5