Metais em Biologia e Medicina
Objetivos
• Adquirir conhecimentos sobre a função dos iões metálicos em sistemas biológicos, incluindo os sistemas de aquisição, transporte e armazenamento de metais, a biossíntese dos principais centros metálicos, a toxicidade dos metais, os processos biológicos de desintoxicação e as doenças associadas ao excesso ou deficiência de metais.
• Adquirir conhecimentos sobre a aplicação dos iões metálicos na biotecnologia, biocatálise e engenharia do ambiente.
• Adquirir conhecimentos sobre a utilização de iões metálicos e dos seus complexos em medicina, nomeadamente como antimicrobianos, anticancerígenos, agentes de contraste e para diagnóstico.
• Integrar e aplicar conhecimentos multidisciplinares em espectroscopia, cinética enzimática, bioquímica, biologia estrutural e bioinorgânica.
• Desenvolver a capacidade de comunicar e discutir resultados com especialistas e não especialistas.
Caracterização geral
Código
12318
Créditos
6.0
Professor responsável
Carlos Lodeiro Espino, Sofia Rocha Pauleta
Horas
Semanais - 4
Totais - 56
Idioma de ensino
Inglês
Pré-requisitos
Embora não exija a demonstração de conhecimentos específicos, a unidade curricular pressupõe conhecimentos gerais de Bioquímica e/ou Química.
Bibliografia
1. Biological Inorganic Chemistry: a new introduction to molecular structure and function. R. Crichton. 3rd Edition, 2019. Academic Press. ISBN: 978-0-12-811741-5
2. Biological Inorganic Chemistry – Structure and reactivity. Ed. Bertini, Gray, Stiefel, Valentine. 3rd Edition, 2007. University Science Books, USA. ISBN: 978-1891389436
3. Metallomics and the Cell. Ed. L. Banci. 2013. Springer. ISBN: 978-94-007-5560-4
4. Metals in Medicine, Kames C. Dabrowiak, Inorganic Chemistry Wiley TextBook Series, Wiley, 2nd Ed. 2017. ISBN: 978-1-119-19130-8
Artigos científicos com exemplos do envolvimentos dos metais em sistemas biológicos, e doenças associadas, e a aplicação de complexos (organo)metálicos em medicina, que serão fornecidos pela equipa docente.
Método de ensino
O ensino presencial inclui aulas teóricas, análises de estudo de caso e seminários sobre casos clínicos nas aulas teórico-práticas, e aulas práticas focando a aplicação de enzimas à biotecnologia. As aulas teóricas seguem o programa definido e têm frequência voluntária, enquanto que as aulas teórico-práticas são aulas tutoriais, orientadas por um docente, de frequência obrigatória, que visam aplicar os conceitos lecionados através da apresentação e discussão de artigos científicos. Os seminários sobre casos práticos são apresentados em grupos de dois alunos, com uma duração total de 25 minutos, dos quais 15 minutos correspondem à apresentação oral em inglês ou português, seguida de 10 minutos de discussão, com a participação de toda a turma. Nas aulas práticas pretende-se que o aluno aplique os conceitos teóricos e entenda o papel do centro metálico na função da proteína.
Método de avaliação
A avaliação desta unidade curricular compreende uma componente teórica, uma componente de seminário e uma componente prática, sendo a classificação final igual à média ponderada das três componentes:
Classificação final = 50% classificação Teórica + 25% classificação Seminário + 25% classificação Prática.
A classificação Teórica será igual à média aritmética de dois testes escritos realizados durante o semestre, ou de um exame realizado no final do semestre. A classificação do Seminário será baseada na avaliação da apresentação de um artigo e sua discussão. A classificação Prática será baseada na elaboração e discussão de um relatório sobre a componente prática.
A obtenção de frequência nesta unidade curricular é obrigatória e requer a presença em, pelo menos, 2/3 das aulas TP e a todos os seminários, bem como a entrega e discussão do relatório. Apenas poderão ser avaliados os estudantes que tenham obtido frequência.
A componente prática e de seminário não pode ser melhorada.
A qualquer momento a avaliação escrita poderá ser substituída por avaliação oral.
Conteúdo
1. Revisão de conceitos de química de coordenação.
2. Centros metálicos em Biologia e a sua biogénese (em Biologia e no corpo humano).
3. Assimilação de iões metálicos (Fe, hemo, Cu, Zn, Mn, Mo).
4. Homeostase dos iões metálicos (Fe, hemo, Cu, Zn, Mn, Mo).
5. Funções dos iões metálicos: (i) transporte de oxigénio molecular, (ii) destoxificação de espécies reativas de oxigénio, (iii) catálise enzimática de centros contendo zinco, cobre, molibdénio e níquel.
6. Aplicações metaloezimas à biotecnologia, biocatálise e engenharia do ambiente.
7. Problemas ambientais causados por metais tóxicos (Zn, Cd, Hg).
8. Quimioterapia com drogas derivadas de platina e ruténio.
9. Metais nobres como agentes terapêuticos (Au, Ag).
10. Complexos metálicos para outras doenças. Diabetes e drogas contendo vanádio.
11. Princípios da terapia de quelação.