INGENIERÍA Y DISEÑO DE
BIOMOLÉCULAS
OBJETIVOS GENERALES
Conocer las herramientas bioquímicas e informáticas que
permiten la alteración racional de la secuencia de las
proteínas para obtener otras con propiedades de interés
industrial o terapeútico. Conocer los principios del diseño de
novo de proteínas. Conocer las herramientas que permiten
diseñar una eficaz interacción proteína/ligando para el
diseño de fármacos. Adquirir soltura en la recuperación de la
información biológica almacenada en bases de datos accesibles
en la internet. Adquirir soltura en la utilización de programas
de diseño de proteínas.
PROGRAMA TEÓRICO
Herramientas para la ingeniería de
proteínas
1. Técnicas de clonaje. y sistemas de expresión.
Mutagénesis dirigida e introducción de aminoácidos no
codificados genéticamente.
2. Programas de visualización de proteínas y de
minimización de energía tras mutación.
Estabilización de proteínas
3. El equilibrio conformacional de las proteínas.
Estrategias y ejemplos de estabilización mediante interacciones
electrostáticas y puentes de hidrógeno,
interacciones hidrofóbicas y fuerzas de van der Waals.
Estabilización de tipo entrópico.
4. Estrategias y ejemplos de estabilización frente a
reacciones irreversibles.
Alteracion de la funcion y otras
propiedades de las proteínas
5. Introducción de sitios de unión, sitios de corte o
sitios de marcaje.
6. Alteración de la especificidad y de la velocidad de
catálisis enzimática. Producción de dominios de
proteínas. Aumento de la solubilidad de las proteínas
recombinantes.
7. Presentación de péptidos y proteínas en la
superficie de fagos para seleccionar mutantes.
Herramientas para el diseño de
proteínas
8. Herramientas para el diseño de hélices alfa:
propensiones helicoidales, interacciones intrahelicoidales,
empaquetamiento. Agadir. Herramientas para el
diseño de láminas beta: propensiones beta, interacciones
intracatenarias, giros beta, empaquetamiento.
9. Herramientas para el diseño de proteínas de novo
: Predicción de estructura secundaria. Predicción del
plegamiento. Minimización de energía de la
proteína.
10. Diseño y obtención de anticuerpos catalíticos.
Diseño de nuevas proteínas
11. Estrategias y ejemplos de diseños de novo:
felix, betabelina, minibody.
12. Quimeras. Anticuerpos catalíticos.
Herramientas para el diseño de
fármacos
13. Introducción a los métodos de cálculo moleculares.
14. Interacciones proteína/ligando. El docking
proteína/ligando.
15. Cálculo y determinación de energías de unión
proteína/ligando
Diseño de nuevos fármacos
16. Estrategias y ejemplos de diseños de novo.
Bases de datos de proteínas y ácidos
nucleicos
17. Búsqueda de información por Internet.
Tipos de conexiones: (ftp, telnet, gopher, WWW, Netscape).
18. SwissProt: Base de datos de secuencias de
proteínas. Prosite (Base de datos de secuencias
carácterísticas). EMBL (Base de datos de secuencias de
nucleótidos. Protein Data Bank (Base de datos de estructuras
tridimensionales de macromoléculas). Nucleic Acids Data Bank
(Base de datos de
estructuras tridimensionales de ácidos nucleicos)
Programas de búsqueda, predicción y
diseño
19. Descripción y localización de programas de
búsqueda de homologías de secuencia, de alineamiento de
secuencias, de predicción de estructura secundaria y de
predicción de estructura tridimensional.
20. Descripción y localización de programas de diseño
de proteínas, de optimización y validación de
estructuras tridimensionales, de docking y de cálculo de
energías de interacción proteína ligando.
PRACTICAS
1. Visualización de estructuras proteícas y diseño de
estabilizaciones en varias proteínas.
2. Rediseño de la afinidad enzimática de una enzima
NADP+dependiente
3. Utilización de las bases de datos biológicas para obtener
información apartir de la secuencia.
4. Diseño de hélices alfa de distintos tipos y de una lámina
beta antiparalela.
5. Diseño de un fardo de cuatro hélices y de un barril beta.
6. Utilización de los programas de cálculo molecular.
Aplicación al estudio estructural y de actividad.
7. Diseño de un inhibidor de la acetil colinesterasa.
8. Diseño de quimeras para vehiculizar proteínas.
CRITERIOS DE EVALUACION.
Teoría y Prácticas. Exámen conjunto teórico-práctico al
final del cuatrimestre.
Seminarios. Si se acuerda un programa de seminarios, se evaluará
la calidad del trabajo realizado y la claridad y rigor en la
exposición.
La nota la determina el exámen teórico-práctico. La nota de
Seminarios también puede influir en la nota final de la
asignatura, pero
nunca a la baja.