Processos de Separação e Purificação de Biomoléculas

Objetivos

No final da unidade curricular, os estudantes deverão compreender os princípios fundamentais dos processos de separação e purificação de biomoléculas, incluindo proteínas, ácidos nucleicos e metabolitos. Deverão ser capazes de identificar as propriedades físico-químicas das biomoléculas que determinam a escolha das técnicas de isolamento e purificação, e aplicar esse conhecimento à seleção e otimização de métodos laboratoriais. Os estudantes deverão ainda dominar os fundamentos e aplicações de técnicas como cromatografia, centrifugação, eletroforese, filtração por membranas e precipitação, avaliando a sua eficácia em função dos objetivos de pureza e rendimento. A unidade visa também desenvolver competências analíticas e laboratoriais, reforçar a capacidade de interpretar dados experimentais e fomentar a autonomia na resolução de problemas práticos, preparando os estudantes para contextos de investigação, desenvolvimento e produção biotecnológica.

Programa

1. Princípios gerais da separação e purificação de biomoléculas.
2. Propriedades físico-químicas: carga, polaridade, solubilidade, peso molecular.
3. Técnicas baseadas em solubilidade: precipitação salina e ácida.
4. Centrifugação: diferencial e em gradiente de densidade.
5. Filtração por membranas: microfiltração e ultrafiltração.
6. Eletroforese: SDS-PAGE, agarose e eletroforese 2D.
7. Cromatografia: troca iónica, exclusão por tamanho e afinidade (FPLC).
8. Técnicas complementares: diálise, concentração e dessalinização.
9. Avaliação de pureza e rendimento: UV-Vis, Bradford, Lowry e atividade enzimática.
10. Integração de métodos em protocolos de purificação.
11. Boas práticas laboratoriais e controlo de qualidade em biotecnologia.

Métodos de Ensino

O sistema de avaliação desta unidade curricular está concebido para refletir o modelo pedagógico da Universidade, centrado no desenvolvimento integrado de conhecimentos, competências técnicas e capacidades de análise, reflexão e comunicação. A avaliação é contínua e diversificada, procurando reconhecer o envolvimento dos estudantes, a sua progressão e a aplicação prática dos conteúdos.
A componente prática tem um peso significativo, dada a natureza aplicada da unidade curricular. A avaliação incluirá:
1. Participação nas sessões teórico-práticas e desempenho em laboratório (10%). A assiduidade, o envolvimento nas tarefas laboratoriais, a execução rigorosa dos protocolos, o trabalho em equipa e o cumprimento de regras de segurança e boas práticas serão valorizados de forma contínua ao longo do semestre.
2. Relatórios laboratoriais (30%). Os estudantes deverão elaborar relatórios científicos com base nas sessões práticas, nos quais descrevem os procedimentos realizados, apresentam os resultados obtidos, discutem a eficácia das técnicas aplicadas e refletem criticamente sobre o processo experimental. A qualidade da redação, a clareza na organização dos dados e a capacidade de análise serão
critérios fundamentais de avaliação.
3. Teste escrito individual (30%). Realizado a meio ou no final do semestre, este teste permitirá avaliar a compreensão dos conceitos teóricos fundamentais, a capacidade de aplicar os conhecimentos adquiridos na resolução de problemas e a integração entre teoria e prática. A prova poderá incluir questões de desenvolvimento, interpretação de dados experimentais e casos práticos.
4. Projeto final aplicado (20%). Em pequenos grupos, os estudantes desenvolverão um protocolo integrado de separação e purificação de biomoléculas, simulando uma situação real. Este projeto incluirá uma proposta experimental justificada, resultados (reais ou simulados), discussão e apresentação oral. Serão avaliados a originalidade, a coerência científica, a qualidade da apresentação e o contributo individual de cada membro do grupo.
5. Reflexão individual e autoavaliação (10%). No final da unidade curricular, cada estudante será convidado a redigir uma reflexão sobre a sua evolução, aprendizagens adquiridas, dificuldades enfrentadas e contributos para o grupo. Esta componente promove a autorregulação, o pensamento crítico e a consciência sobre o próprio processo de aprendizagem. Será prevista a possibilidade de uma avaliação alternativa (exame final teórico ou relatório individual), nos termos do regulamento académico, para estudantes com impedimentos devidamente justificados. A transparência, a equidade e a valorização do trabalho contínuo orientam todo o processo avaliativo desta unidade curricular.

Bibliografia

Scopes, R. K. (1994). Protein Purification: Principles and Practice (3rd ed.). Springer-Verlag.
ISBN: 978-0387940728.
Hofmann, A., & Clokie, S. (2018). Wilson and Walker’s Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology (8th ed.).
Cambridge University Press. ISBN: 978-1316510357.
Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2021). Lehninger Principles of Biochemistry (8th ed.). W.H. Freeman.
ISBN: 978-1319381497.
https://www.researchgate.net/publication/48376766_Lehninger_Principles_of_Biochemistry
Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Gatto, G. J., & Stryer, L. (2019). Biochemistry (9th ed.). W.H. Freeman.
ISBN: 978-1319114675
https://archive.org/details/JeremyM.BergJohnL.TymoczkoGregoryJ.GattoJr.LubertStryerBiochemistry_201708/page/n243/mode/2up
Burgess, R. R., & Deutscher, M. P. (Eds.). (2009). Guide to Protein Purification (2nd ed.). Academic Press (Methods in Enzymology Vol.
463). ISBN: 978-0123749789

Método de Avaliação

• Participação nas sessões teórico-práticas e desempenho em laboratório - 10 %
• Projecto - 20 %
• Reflexão individual - 10 %
• Teste escrito individual - 30 %
• Trabalho laboratorial ou de campo - 30 %