Técnicas avanzadas de determinación estructural
GUÍA DOCENTE Curso 2019-20
Titulación: | Máster Universitario en Química y Biotecnología | 760M |
Asignatura: | Técnicas avanzadas de determinación estructural | 5119 |
Materia: | Técnicas Avanzadas en Química |
Módulo: | Tecnología Química |
Modalidad de enseñanza de la titulación: | Presencial | Carácter: | Optativa |
Curso: | 1 | Créditos ECTS: | 5,00 | Duración: | Semestral (Segundo Semestre) |
Horas presenciales: | 50,00 | Horas estimadas de trabajo autónomo: | 75,00 |
Idiomas en que se imparte la asignatura: | Español |
Idiomas del material de lectura o audiovisual: | Inglés, Español |
Departamentos responsables de la docencia
QUÍMICA | R112 |
Dirección: | C/ Madre de Dios, 53 | Código postal: | 26006 |
Localidad: | Logroño | Provincia: | La Rioja |
Teléfono: | 941299620 | Fax: | 941299621 | Correo electrónico: | dpto.dq@unirioja.es |
Profesorado previsto
Profesor: | Peregrina García, Jesús Manuel | Responsable de la asignatura |
Teléfono: | 941299654 | Correo electrónico: | jesusmanuel.peregrina@unirioja.es |
Despacho: | 1218 | Edificio: | CENTRO CIENTÍFICO TECNOLÓGICO | Tutorías: | Consultar |
Profesor: | Berenguer Marín, Jesús Rubén |
Teléfono: | 941299646 | Correo electrónico: | jesus.berenguer@unirioja.es |
Despacho: | 1210 | Edificio: | CENTRO CIENTÍFICO TECNOLÓGICO | Tutorías: | Consultar |
Profesor: | Corzana López, Francisco |
Teléfono: | 941299632 | Correo electrónico: | francisco.corzana@unirioja.es |
Despacho: | 1116 | Edificio: | CENTRO CIENTÍFICO TECNOLÓGICO | Tutorías: | Consultar |
Descripción de los contenidos
La materia "Técnicas Avanzadas en Química" estudia los siguientes temas:
- Métodos de difracción¿
- Técnicas de resonancia magnética¿
- Cálculos computacionales. Dinámica molecular, QM/MM
Requisitos previos de conocimientos y competencias para poder cursar con éxito la asignatura
Recomendados para poder superar la asignatura.
Conocimientos generales sobre Determinación Estructural
Asignaturas que proporcionan los conocimientos y competencias:
- Determinación estructural
Contexto
La asignatura está dividida en 3 bloques, orientados a la determinación de estructuras moleculares mediante métodos de difracción de rayos X (estado sólido), de resonancia magnética nuclear (en disolución) y de computación usando dinámica molecular, respectivamente.
Se trata de técnicas complementarias que ayudan a tener una visión próxima a la realidad acerca de cómo se disponen los átomos de las moléculas en el espacio. Esta información es fundamental dada la estrecha relación existente entre estructura y actividad (SAR).
Competencias
Competencias generales
CG1 - Capacidad de análisis y síntesis a nivel avanzado en el ámbito de la Química y la Biotecnología.
CG2 - Capacidad de llevar a cabo proyectos de I+D+i relacionados con las materias propias del Máster.
CG3 - Habilidad para dar un uso avanzado a las herramientas de búsqueda de información relevante en el ámbito de la Química y la Biotecnología.
CG4 - Habilidad para comunicarse oralmente a nivel avanzado sobre temas de la Química y la Biotecnología, usando la terminología y técnicas aceptadas por los profesionales del sector.
CG5 - Habilidad para formular por escrito a nivel avanzado temas de la Química y de la Biotecnología usando correctamente diferentes tipos de enfoques académicos relacionados con su campo de estudio.
CG6 - Capacidad de iniciativa y autonomía para las distintas tareas propias de la actividad investigadora en el ámbito de las materias propias del Máster
Competencias específicas
CE1 - Conseguir un conocimiento avanzado de las técnicas experimentales y métodos instrumentales de mayor relevancia actual usados en la Química y las Biociencias y aplicar esas técnicas y métodos a casos prácticos, tanto de ciencia básica como de tecnología.
CE2 - Modelar y diseñar de forma avanzada sistemas químicos y biológicos.
CE9- Seleccionar y utilizar de manera autónoma los métodos computacionales y las distintas técnicas instrumentales de determinación estructural procediendo a la interpretación y validación de los resultados obtenidos de su uso.
Resultados del aprendizaje
El objetivo de esta materia se centra en el estudio y aprendizajede tres técnicas instrumentales de determinación estructural de remarcada importancia para los químicos.
El alumno aprenderá los fundamentos de los métodos de difracción, familiarizándose con el proceso de resolución de una estructura a partir de los datos obtenidos en un experimento de difracción de rayos-X sobre monocristal.
El alumno conocerá los fundamentos teóricos de las técnicas de resonancia magnética nuclear, tanto mono- como bidimensional, siendo capaz de interpretar espectros correspondientes a experimentos reales.
El alumno estudiará los fundamentos de distintos métodos computacionales; en especial métodos de dinámica molecular y cálculos mixtos QM/MM, de gran aplicación en biomoléculas y sistemas complejos.
Por último, el alumno deberá ser capaz de seleccionar y utilizar de manera autónoma las distintas técnicas arriba mencionada, así como interpretar de forma crítica y validar los resultados obtenidos de las mismas.
Temario
BLOQUE 1
MÉTODOS DE DIFRACCIÓN
Tema 1- LA TOMA DE DATOS
Toma de datos geométrica. Toma de datos basados en intensidad: Determinación del grupo espacial
Tema 2- PROCESAMIENTO DE DATOS
Teoría de Lorentz y Polarización. Reducción de datos y corrección de absorción. Factor estructura. Ley de Friedel. Síntesis de Fourier
Tema 3- RESOLUCIÓN ESTRUCTURAL
El problema de la fase. Métodos directos. Métodos de Patterson. Métodos de átomos pesados
Tema 4- REFINAMIENTO Y RESULTADOS
Software (Wingx, SHELX, DIRDIF, SIR, PLATON, ORTEP, MERCURY, ENCIFER…). Ficheros cristalográficos. Bases de datos. Sistemas de validación de los resultados
BLOQUE 2
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
Tema 1- RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE PULSOS
Introducción. Descripción de un pulso. Fundamento físico. Magnetización macroscópica. RMN de pulsos en la práctica. Transformada de Fourier (FT) en RMN. El espectrofotómetro.
Tema 2- DESPLAZAMIENTO QUÍMICO Y ACOPLAMIENTO SPIN-SPIN
Desplazamiento químico e influencias. Acoplamiento y estructura química. Acoplamientos entre núcleos diferentes. Equivalencia magnética y química. Desacoplamiento spin-spin homonuclear y heteronuclear.
Tema 3- RELAJACIÓN Y EFECTO NOE
Introducción (relajación transversal y longitudinal). Movimientos moleculares y relajación. Medida de T1 y T2. Fundamentos y aplicaciones del efecto NOE.
Tema 4- RMN DE CARBONO-13 Y TÉCNICAS DE ASIGNACIÓN
Introducción. Constantes de acoplamiento C-H, C-C y C-X. Desacoplamiento. Modulación por la constante de acoplamiento J (APT). Transferencia de polarización
Tema 5- RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE DOS DIMENSIONES
Correlaciones heteronucleares protón-carbono: HMBC, HSQC, HMQC
Correlaciones homonucleares protón-protón: COSY, TOCSY y NOESY
Tema 6- RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DINÁMICA
Concepto. Tipos de procesos. Vida media y anchura de línea. Cálculo de constantes de equilibrio. Estudio de interacciones ligando proteína mediante observación de la transferencia de saturación: Experimentos STD. Experimentos tr-NOESY. Difusión (DOSY)
BLOQUE 3
CÁLCULOS DE MECÁNICA Y DINÁMICA MOLECULAR
Tema 1- ASPECTOS GENERALES DE LA MECÁNICA Y DINÁMICA MOLECULAR
Tema 2- APLICACIÓN AL ANÁLISIS CONFORMACIONAL DE MOLÉCULAS DE INTERÉS BIOLÓGICO
Bibliografía
Tipo: | Título |
Básica | Basic one- and two-dimensional NMR Spectroscopy Absys Biba |
Básica | NMR spectroscopy and computer modeling of carbohydrates Absys Biba |
Básica | The art of Molecular Dynamics Simulations Absys Biba |
Básica | Introduction to Practice of Molecular Simulation Absys Biba |
Básica | X-ray structure determination. A practical guide Absys Biba |
Básica | Fundamentals of crystallography Absys Biba |
Complementaria | 200 and more NMR experiments : a practical course Absys Biba |
Complementaria | NMR spectroscopy of glycoconjugates Absys Biba |
Complementaria | Crystal Structure Analysis: Principles and practice Absys Biba |
Recursos en Internet |
Herramientas para usuarios de la espectroscopia de RMN |
Cálculo generalizado de constantes de acoplamiento vecinales |
Predicción de espectros |
Curso de determinación estructural utilizando RMN |
Curso de RMN on-line |
Tutoriales de dinámica molecular utilizando AMBER |
GLYCAM web |
Web de cristalografía del CSIC |
Unión Internacional de Cristalografía |
Metodología
Modalidades organizativas
Clases teóricas
Seminarios y talleres
Clases prácticas
Estudio y trabajo en grupo
Estudio y trabajo autónomo individual
Métodos de enseñanza
Método expositivo - Lección magistral
Estudio de casos
Resolución de ejercicios y problemas
Aprendizaje basado en problemas
Aprendizaje orientado a proyectos
Aprendizaje cooperativo
Organización
Actividades presenciales | Tamaño de grupo | Horas |
Clases teóricas | Grande | 20,00 |
Seminarios y talleres | Grande | 10,00 |
Clases prácticas | Grande | 5,00 |
Clases prácticas | Informática | 15,00 |
Total de horas presenciales | 50,00 |
Trabajo autónomo del estudiante | Horas |
Estudio y trabajo en grupo | 20,00 |
Estudio y trabajo autónomo individual | 55,00 |
Total de horas de trabajo autónomo | 75,00 |
Evaluación
Sistemas de evaluación | Recuperable | No Recup. |
Técnicas de observación | | 10% |
Trabajos y proyectos | | 30% |
Pruebas escritas | 60% | |
Total | 100% |
Comentarios
Prueba escrita: RECUPERABLE (60%):
Consistirá en una prueba al final de las distintas partes de la asignatura. Esta prueba será no presencial, utilizando las herramientas del campus virtual.
Técnicas de observación: NO RECUPERABLE (10%)
Evaluación continua del trabajo individual realizado por los alumnos durante las clases prácticas de aula, así como la actitud y asistencia a clase, tanto presencial como no presencial.
Trabajos y proyectos: NO RECUPERABLE (30%)
Resolución de problemas y cuestiones propuestas por el profesor.
Las clases teóricas que no se han podido realizar de manera presencial debido al estado de alerta por COVID19, se han sustituido por clases no presenciales mediante videoconferencia.
Las clases prácticas de RMN, caso que no puedan ser realizadas hasta final de curso, se sustituirán por un vídeo.
Para los estudiantes a tiempo parcial (reconocidos como tales por la Universidad), las actividades de evaluación no recuperable podrán ser sustituidas por otras, a especificar en cada caso. Esta posibilidad se habilitará siempre y cuando la causa que le impida la realización de la actividad de evaluación programada sea la que ha llevado al reconocimiento de la dedicación a tiempo parcial.
Criterios críticos para superar la asignatura
Obtener al menos 35 puntos sobre 100 en el sistema de evaluación correspondiente a la prueba escrita.
01/05/20 15:18:48 - G 2019-20 - 760M - 5119