REGULACIÓN DEL METABOLISMO

CG1 Reconocer y valorar los mecanismos y estructuras de funcionamiento, los organismos y sistemas biológicos.

CG4 Expresar rigurosamente los conocimientos biológicos adquiridos de modo que sean bien comprendidos en el ámbito docente y/o especializado.

CG6 Analizar y resolver problemas cualitativos y cuantitativos en el área de la Biología.

CG7 Reconocer y analizar nuevos problemas y planear estrategias para solucionarlos.

CG8 Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información biológica.

CG10 Manipular con seguridad materiales químicos y organismos y valorar los riesgos de su uso, respetando los procedimientos de seguridad e impacto sobre el medio ambiente.

CG11 Manejar instrumentación básica para análisis biológico.

CG12 Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas en términos de su significación y de los modelos explicativos que las apoyan.

CG13 Desarrollar buenas prácticas científicas de observación, medida y experimentación.

CG16 Capacidad de desenvolverse con seguridad en un laboratorio.

CT1 Elaborar y redactar informes de carácter científico.

CT2 Demostrar razonamiento crítico y autocrítico.

CT4 Gestionar información científica de calidad, bibliografía, bases de datos especializadas y

recursos accesibles a través de Internet.

CT6 Adquirir conciencia de los riesgos y problemas medioambientales que conlleva su ejercicio profesional.

CT7 Utilizar las herramientas y los programas informáticos que facilitan el tratamiento de los

resultados experimentales.

CT8 Comunicarse en español y en inglés utilizando los medios audiovisuales más habituales.

CT10 Integrar creativamente conocimientos y aplicarlos a la resolución de problemas biológicos utilizando el método científico.

CT11 Adquirir capacidad de organización, planificación y ejecución.

CT12 Desarrollo de la capacidad de trabajo autónomo o en equipo en respuesta a las necesidades específicas de cada situación.

CT14 Progresar en su habilidad para el trabajo en grupos multidisciplinares.

CT17 Ser capaz de mostrar creatividad, iniciativa y espíritu emprendedor para afrontar los retos de su actividad como biólogo.

CE3 Capacidad para producir, transformar, manipular, conservar, identificar y controlar la calidad de los organismos y materiales de origen biológico, incluidos los alimentos.

CE5 Capacidad para desarrollar estudios biológicos y control de la acción de productos químicos y biológicos de utilización en la sanidad, agricultura, industria y servicios.

CE7 Capacidad para desarrollar estudios y análisis clínicos, funcionales, microbiológicos e inmunobiológicos de muestras biológicas, incluidas las de origen humano.

CE10 Capacidad para explicar y desarrollar propuestas en educación sanitaria y medioambiental.

CE20 Capacidad para ejercer la enseñanza y difusión de la Biología en todos los grados educativos y sectores de población y el asesoramiento científico y técnico de cualquier cuestión relacionada con la Biología.

Los objetivos de esta asignatura se articulan en torno a dos ejes principales.

El primero se centra en el conocimiento de los mecanismos de regulación metabólica en respuesta a señales extracelulares, prestando especial atención al estudio de los diferentes mensajeros extracelulares y los receptores a través de los cuales actúan, los mensajeros intracelulares y los efectores que los sintetizan, la regulación de la fosforilación de proteínas como principal mecanismo regulador en respuesta a señales extracelulares, y el control transcripcional de los niveles enzimáticos.

El segundo se concreta en el estudio de la integración y regulación de las principales vías del metabolismo intermediario, haciendo especial énfasis en la modulación, tanto alostérica como por fosforilación-desfosforilación, de las enzimas reguladoras de cada ruta, estudiándose asimismo las adaptaciones de estas rutas metabólicas en diversas situaciones fisiopatológicas.

Los recursos didácticos que se utilizarán en las clases teóricas serán la pizarra y proyecciones de esquemas, figuras y tablas de apoyo.

En los seminarios se resolverán problemas numéricos y se discutirán los aspectos metodológicos relacionados, se interpretarán resultados de trabajos de investigación y se abordarán otros aspectos que reforzarán los conocimientos adquiridos en las clases teóricas.

En las clases teóricas y en los seminarios se fomentará la participación de los estudiantes y se les incitará a desarrollar su capacidad de autoaprendizaje y trabajo autónomo, cuyo seguimiento se realizará en las tutorías. Las clases prácticas servirán para el aprendizaje y manejo de algunas de las metodologías y técnicas de experimentación bioquímica.

Las clases prácticas fomentarán además la capacidad de trabajo en equipo de los estudiantes.

El Campus Virtual servirá como herramienta de apoyo para las diferentes actividades docentes. En él figurarán el programa de la asignatura; las presentaciones de apoyo a las clases teóricas; revisiones bibliográficas recientes de cada uno de los temas teóricos; los problemas que se resolverán y los trabajos de investigación que se discutirán durante los seminarios; los protocolos experimentales para las clases prácticas, y enlaces con bases bibliográficas así como con páginas web de interés.

Las tutorías se realizarán en el horario indicado en el Campus Virtual de cada grupo.

Para que los estudiantes puedan grabar en audio y/o vídeo cualesquiera de las actividades docentes de la asignatura, tanto si se efectúan presencialmente como a través de plataforma digital, se requiere contar con el permiso expreso del profesor.

BLOQUE I: REGULACIÓN METABÓLICA POR MENSAJEROS EXTRA CELULARES

Principios de regulación metabólica. Mensajeros extracelulares. Receptores. Mensajeros intracelulares. Efectores. Fosforilación y desfosforilación de proteínas.

BLOQUE II: CONTROL DEL METABOLISMO

Metabolismo de hidratos de carbono. Metabolismo de lípidos. 

Bloque I. REGULACIÓN METABÓLICA POR MENSAJEROS EXTRA CELULARES

TEMA 1. INTRODUCCIÓN 

[Concepto de señalización celular, repaso de conceptos generales de estructura y funcionalidad de membranas biológicas, repaso de conceptos generales importantes en la regulación de procesos celulares: alosterismo, modificación covalente, isoenzimas, tipos de ligandos extracelulares] 

TEMA 2. PAPEL DE LAS INTERACCIONES PROTEÍNA-PROTEÍNA EN SEÑALIZACIÓN CELULAR: PROTEÍNAS G 

[Estructura y Función proteínas G heterotriméricas y monoméricas] 

TEMA 3. PAPEL DE LOS LÍPIDOS EN SEÑALIZACIÓN CELULAR 

[Visión general del papel de los lípidos en señalización celular. Tipos de fosfolipasas, PLC, PLA y PLD. Existencia de distintas isoformas con diferentes funciones, Eicosanoides: papel general, Lípido quinasas (tipos de PI3K) lípido fosfatasas] 

TEMA 4: PAPEL DE LOS IONES EN SEÑALIZACIÓN CELULAR 

[Mantenimiento de gradientes electroquímicos, bombas de iones, canales iónicos regulados por voltaje, participación en la transmisión del impulso nervioso, papel del calcio en señalización celular]. Receptores ionotrópicos. 

TEMA 5. PAPEL DE LOS GASES EN SEÑALIZACIÓN CELULAR: ÓXIDO NÍTRICO 

[NO sintasas, GCs solubles, papel del NO en la regulación de la relajación del endotelio] 

TEMA 6. PAPEL DE LAS MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES EN SEÑALIZACIÓN CELULAR 

[Visión general del papel de las modificaciones postraduccionales en señalización celular, quinoma, relación estructura-función en proteína quinasas, diferencias entre ser/Thr quinasas y Tyr quinasas ejemplo y diferencias en los mecanismos de regulación de proteínas quinasas de las familias AGC y CAMK, visión general de la señalización por MAPKs. Tipos de PPasas, ejemplo del papel de la PP1. Visión general del papel de la ubiquitinación (o la modificación por proteínas análogas a Ubiquitina en señalización celular] 

TEMA 7. CONCEPTOS BÁSICOS DE FARMACOLOGÍA 

[Concepto de ligando, agonista, agonista parcial, antagonista, métodos de análisis de la unión de ligandos a receptores] 

TEMA 8: RECEPTORES IONOTRÓPICOS 

TEMA 9. RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS G (GPCRs) 

TEMA 10. RECEPTORES CON ACTIVIDAD TIROSINA QUINASA (RTKs) 

[Visión general de los receptores con actividad enzimática intrínseca y de los receptores con actividad Tyr quinasa, receptores Tyr quinasa como plataformas de señalización – mecanismo canónico de activación de: Ras, PI3K, PLCλ, Src y Tyr quinasas citosólicas]

TEMA 11. RECEPTORES INTRACELULARES. Regulación de la transcripción. Receptores de hormonas esteroides. Receptores de hormonas no esteroides. 

Bloque II. CONTROL DEL METABOLISMO

TEMA 12. Metabolismo de los hidratos de carbono en el músculo. 

[Metabolismo del glucógeno y de la glicolisis en músculo esquelético en ejercicio y reposo: (i) Regulación coordinada de la degradación y síntesis de glucógeno, en respuesta a hormonas y neurotransmisores; (ii) Regulación de uno de los puntos de control de la glicolisis en ejercicio. Papel de AMPK.]

TEMA 13. Respuesta de los distintos tejidos a la ingesta y ayuno.

[Regulación de la concentración de glucosa en sangre. Respuesta a insulina, glucagón y adrenalina en hígado. Conexión del metabolismo de la glucosa con el metabolismo lipídico. Metabolismo en el tejido adiposo: respuesta a insulina, glucagón y adrenalina. Integración con el resto del organismo.] 

Regulación de la expresión de una enzima: estudio mediante "Dot blot" y "Western blot".

En los seminarios se ampliarán e integrarán conocimientos adquiridos en el programa teórico, abordándose aspectos como: la caracterización de receptores, las técnicas que permiten el estudio de las vías de señalización intracelular, los mecanismos de acción de diversos fármacos o las adaptaciones metabólicas del organismo a diferentes situaciones fisiopatológicas.

Gran parte de estos objetivos se alcanzarán mediante la resolución de problemas numéricos o la interpretación y discusión de resultados de trabajos científicos.

T.M. Devlin. Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas. 4ª ed. Reverté.

J.M. Berg, J.L. Tymoczko y L. Stryer. Bioquímica. 6ª ed. Reverté.

B. Alberts et al., “Molecular Biology of the Cell”, 7ª Edición, Norton & Company, 2022.

H. Lodish et al. Molecular Cell Biology (Ninth Edition). Macmillan Learning, 2021.

Berridge, M.J., “Cell Signalling Pathways”, (http://www.biochemj.org), Portland Press, 2014. GRATUITO por Internet.

C.K. Mathews, K.E. Van Holde y K.G. Ahern. Bioquímica. 3ª ed. Pearson.

G.J. Siegel et al. (eds.). Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects. 7ª ed. Elsevier.

B.W. O´Malley (ed.). Hormones and Signaling. Academic Press.

D. Bowles (ed.). Essays in Biochemistry. Vol.32: Cell Signalling. Portland Press.

K.N. Frayn.  Metabolic Regulation: A Human Perspective. Portland Press.

B.D. Gomperts et al., “Signal transduction”, 3ª Edición, Elsevier/Academic Press, 2009.

G. Krauss. Biochemistry of Signal Transduction and Regulation. 4ª ed. Wiley-VCH.

Esta bibliografía se complementará con la que se publique en el Campus Virtual de cada grupo.