BIOQUIMICA Y MICROBIOLOGIA INDUSTRIALES

Procesos bioquímicos y microbiológicos de interés industrial. Reactores en que se desarrollan






CONSIDERACIONES GENERALES

Profesores

Miguel Menendez. Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente.
Javier Raso. Departamento de Producción Animal y Ciencia de los Alimentos.
José Antonio Enríquez. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular.

Evaluación

Se realizará un examen escrito de la asignatura y se valorará la realización de las prácticas y la asistencia a las visitas a empresas.

Objetivos

Estudio de los procesos bioquímicos y microbiológicos de interés industrial. Reactores en que se desarrollan.
Créditos totales: 8 (4T+4P).

TEMARIO

1.- Presentación de la asignatura. Aplicaciones de los microorganismos y sistemas o procesos biológicos a la industria.

2.- Reactores bioquímicos

2.1- Procesos bioquímicos industriales que utilizan reactores bioquímicos.

2.2- Tipos de fermentadores.

2.3- Cinética de fermentación. Clasificación de modelos cinéticos y ejemplos. Posibles interacciones entre la cinética y la transferencia de materia.

2.4- Diseño de fermentadores. Fermentadores discontinuos. Quimiostatos. Fermentadores de flujo pistón.

2.5- Transferencia de oxígeno y agitación.

2.6- Procesos industriales de extracción de los productos.

Apoyo

3.- Eliminación de gérmenes: Separación, inhibición e inactivación microbiana.

3.1- Separación de los microorganismos: filtración, decantación centrifugación.

3.2- Reducción o inhibición del metabolismo microbiano: descenso de la temperatura, control de la actividad de agua, acidificación, atmósferas modificadas agentes químicos.

3.3- Inactivación de los microorganismos: Calor, Radiaciones ionizantes, radiaciones ultravioletas, ultrasonidos, pulsos eléctricos de alto voltaje, altas presiones hidrostáticas.

4.- Uso de los microorganismos para la elaboración de los alimentos: 

4.1-Productos lácteos: yogur, queso. Productos cárnicos: Embutidos fermentados.
4.2-Bebidas alcohólicas: cerveza, vino. Pan y otros productos vegetales fermentados.

Apoyo


5.- Microorganismos de uso industrial. Productos del metabolismo microbiano.

Apoyo
5.1- Propiedades de los microorganismo de utilización industrial. Origen de las cepas.

5.2- Aprovechamiento industrial de los microorganismos: Biomasa, Enzimas. Metabolitos. Bioconversión. Productos recombinantes

5.3- Metabolismo microbiano: Metabolitos primarios y secundarios y su integración.
Apoyo

5.4- Producción de metabolitos primarios: alcoholes, aminoácidos y otros ácidos orgánicos, polisacáridos, vitaminas y coenzimas.
5.5- Producción de metabolitos secundarios:
5.5.1- Producción industrial de antibióticos: b-lactámicos, aminoglicósido, tetraciclinas.
Apoyo

5.5.2- Aproximación genética clásica para el descubrimiento y optimización genética de cepas de interés industrial.

5.5.3- Análisis de genomas microbianos para el desarrollo de nuevos agentes quimioterapeúticos y mejora genética de microorganismos de interés industrial.

5.5.4-Analisis de la diversidad genética microbiana: Transmisión lateral de genes de virulencia. Islas de patogenicidad y su detección. Decaimiento genómico. Variación de fase. Vacunas de DNA. Identificación de antígenos de superficie.
Apoyo

5.5.5-Genómica funcional: 
- Análisis de la activación de genes : IVET, DFI; STM, GAMBIT.
Apoyo 
Bibliografía1
Bibliografía2
- Análisis de Transcriptomas: DNA chips o microarrys, SAGE, expresión diferencial.
Apoyo
Apoyo nuevo
Película: Impresora de chips
Película: Hacer un chip de oligonucleótidos
Película: affichip
Película:Ejemplo de tumores
Animación: Ejemplo de levadura
Bibliografía1
Biblifografía2
- Análisis de Proteomas: Electroforesis bidimensional, espectrometria de masas, "chips" de proteínas
Apoyo
Apoyo nuevo
 Animación: Espectrometro de masas.
Animación: ICAT
5.6- Producción de enzimas y proteínas de interés industrial: Amilasas, proteasas, Invertasa, Glucosas oxidasa, Lipasa, DNA polimerasa. Extremozimas.  Apoyo1  Apoyo2
5.7.Purificación de enzimas a escala industrial.

5.8- Producción de enzimas recombinantes. Sistemas de expresión. Mejora de la expresión. Optimización de las proteínas.

5.9- Producción de anticuerpos monoclonales

5.10- Anticuerpos catalíticos: Abzymas. Apoyo

6.- Enzimas inmovilizados: Utilización industrial. Procesos de inmovilización. Propiedades de los enzimas inmovilizados.

6.1- Biocatalizadores inmovilizados. Tipos de reactores. Aplicaciones. Apoyo1     Apoyo2

7.- Biosensores.  Apoyo1  Apoyo 2

7.1- Fundamentos. Componentes biológicos de los biosensores: enzimas, ácidos nucleicos, anticuerpos y receptores. Biosensores basados en microorganismos y partículas subcelulares o tejidos. Aplicaciones comerciales de los biosensores.

7.2- Unidades funcionales de un biosensor.

7.3- Biosensores Electroquímicos: Amperométricos, conductimétricos y potenciométricos

7.4- Biosensores Termométricos

7.5.-Biosensores Piezoeléctricos

7.6.-Biosensores Opticos: de onda evanescente, de resonancia de plasma superficial.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS

Prácticas en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular:
Profesoras de apoyo:  
        Dra. Mª Pilar Bayona Bafaluy
        Dra Patricia Meade Huerta
  1. Simulación del análisis de la actividad de genes inducibles in bacteria por inducción diferencial de fluorescencia (DFI)
  2. Utilización de la glucosa oxidasa y el electrodo de oxígeno para la determinación del contenido de glucosa en muestras biológicas. Utilización de la glucosa oxidasa y la peroxidasa para la determinación espectrofotométrica de la glucosa en muestras biológicas. Utilización de un sensor de glucosa con glucosa oxidasa y peroxidasa inmovilizadas.
  3. Documentación de Apoyo: Guión y Apoyo

BIBLIOGRAFIA