Aspectos generales
Responsable
Métodos de evaluación
| Método |
Cantidad |
Porcentaje |
| Sesiones prácticas de aprendizaje basado en problemas |
18 |
90% |
| Tareas |
10 |
10% |
Integrantes
| Integrante |
Rol |
Horas |
Actividad complementaria |
| GARCÍA HERNÁNDEZ ENRIQUE |
Responsable |
24.00 |
|
| SÁNCHEZ PUIG NURIA VICTORIA |
Profesor invitado (MDCBQ) |
4.50 |
|
| GIJSBERS ALEJANDRE ABRIL |
Profesor invitado (Externo) |
19.50 |
|
Introducción
El reconocimiento molecular es un elemento esencial para el funcionamiento y la regulación de todos los aspectos de la biología. Aunque diversos tipos de biomoléculas participan en el reconocimiento molecular, durante la evolución biológica las proteínas se constituyeron como los actores protagónicos en este escenario. En primer lugar, las proteínas son notables por su extraordinaria plasticidad estructural. Esta versatilidad les permite adoptar una amplia variedad de conformaciones tridimensionales y generar sitios de unión complementarios a virtualmente cualquier otra molécula, ya sea otra proteína, lípido, carbohidrato, ácido nucleico u otra sustancia. Esta capacidad de adaptación estructural les otorga un papel central en el reconocimiento de moléculas objetivo y les permite llevar a cabo funciones específicas en un contexto biológico. Además, las proteínas son maestras en la comunicación tanto intra como intermolecular. Dentro de la célula, pueden transmitir información conformacional de un dominio a otro, lo que es esencial para desencadenar respuestas celulares precisas. Por otro lado, en cascadas de señalización extracelular, las proteínas pueden actuar como mensajeros que llevan información crítica de una célula a otra. Este proceso de comunicación proteica es fundamental para coordinar actividades celulares y la respuesta del organismo a señales externas. Su especificidad y su papel central en procesos biológicos hacen que estas macromoléculas sean dianas fundamentales para la farmacología moderna y ofrecen prometedoras perspectivas para el tratamiento de diversas condiciones médicas.
En este curso, se ofrece un acercamiento a diversas técnicas experimentales que permiten cuantificar el reconocimiento molecular de proteínas. Por un lado, se revisan las bases y aplicaciones de las calorimetrías de titulación isotérmica, técnicas con el mayor poder resolutivo para la determinación de los parámetros de afinidad y estabilidad de complejos y del estado funcional de proteínas, respectivamente. Por otro lado, se estudian técnicas espectroscópicas de alta resolución como fluorescencia y dispersión de rayos X a ángulo pequeño, los cuales brindan información estructural y cinética complementarias que ayudan a resolver aspectos complememtarios sobre los fenómenos subyacentes al reconocimiento. Con el fin de brindar un contexto adecuado para el tratamiento cuantitativo de estas técnicas, se ofrecen sesiones de revisión de los conceptos básicos de la termodinámica de procesos al equilibrio y de la cinética de reconocimiento molecular. Este curso tendrá un aspecto práctico basado en Problem Based Learding (PBL, https://www.youtube.com/watch?v=xLqnxIR2Fj4), el cual es una metodología en el que los estudiantes aprenden sobre un tema trabajando en grupos para resolver un problema. En este caso, se trabajarán datos experimentales de las distintas técnicas, se analizarán los resultados obtenidos y se discutirá el significado de ellos, reportándolo en un escrito, para de este forma llevar a cabo un aprendizaje más integral.
Objetivos
1. Revisar los principios básicos de la termodinámica de procesos al equilibrio y su aplicación al reconocimiento molecular.
2. Conocer los fundamentos de la calorimetría de titulación isotérmica para medir los parámetros termodinámicos de unión proteína-ligando.
3. Realizar análisis de curvas de titulación calorimétricas para determinar parámetros de interacción proteína-ligando.
4. Entender los principios básicos de la fluorescencia en sus distintas modalidades.
5. Analizar curvas de unión obtenidas por las distintas técnicas de fluorescencia para determinar la constante de unión de proteína-ligando.
6. Conocer los principios de dispersión de rayos X de una muestra proteica como forma de evaluar la interacción proteína-proteína, y sus cambios conformacionales asociados.
Temario
1. Termodinámica del reconocimiento molecular (8 clases, EGH)
- Primera ley de la termodinámica. Energía interna, entalpía y capacidad calorífica (3 h)
- Problemas de cambios de energía interna, entalpía y capacidad calorífica en la interacción proteína-ligando (PBL, evaluación) (3 h)
- Segunda ley de la termodinámica. Entropía, energía libre y equilibrio químico (PBL, evaluación) (3 h)
- Problemas de cambios de entropía, energía libre y equilibrio químico en la interacción proteína-ligando (PBL, evaluación) (3 h)
2. Calorimetría de Titulación Isotérmica (8 clases, EGH)
- Instrumentación y principios de la técnica. Modelos de unión. (3h)
- Problemas de equilibrio químico y ajustes de curvas calorimétricas de titulación proteína-ligando. (PBL, evaluación) (3 h)
- Ejemplos selectos de determinación de firmas termodinámicas de reconocimiento molecular (3h)
- Problemas de equilibrios acoplados al reconocimiento proteína-ligando (PBL, evaluación) (3h)
3. Espectroscopía de fluorescencia (13 clases, AGA)
- Principios de fluorescencia (1.5 h)
- Fluorescencia en equilibrio y cinética (1.5 h)
- Problema de interacción proteína-ligando midiendo la señal fluorescencia en equilibrio (PBL, evaluación) (3 h)
- Transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET) (1.5 h)
- Problema de interacción proteína-ligando midiendo la señal de FRET en modo cinético (PBL, evaluación) (3 h)
- Anisotropía de fluorescencia (1.5 h)
- Problema de interacción proteína-ligando midiendo la señal de anisotropía de fluorescencia (PBL, evaluación) (3 h)
- Fluorescencia diferencial de barrido (DSF) (1.5 h)
- Problema de interacción proteína-ligando a partir del cambio en la temperatura media de desnaturalización (PBL, evaluación) (3 h)
4. Espectroscopía de dispersión de rayos X en ángulo pequeño (SAXS) (3 clases, NSP)
- Principios de SAXS (1.5 h)
- Problema de interacción proteína-proteína por SAXS (PBL, evaluación) (3 h)
Descargables
