QUIMICA BIOLOGICA VEGETAL

Programa Teórico

1-Biosíntesis de núcleos tetrapirrólicos en vegetales. Biosíntesis del hemo. Enzimología y regulación. Biosíntesis de clorofila. Enzimología y regulación.

2-Fotosíntesis. El aparato fotosintético de los vegetales superiores. Pigmentos fotosintéticos. Las reacciones de la etapa luminosa de la fotosíntesis. Fotofosforilación cíclica y acíclica. Las reacciones de la etapa oscura de la fotosíntesis. Fijación del dióxido de carbono. Ciclo de Calvin y Benson. Enzimas específicas del ciclo.Su regulación. Vinculación del ciclo con los mecanismos generadores de energía. Ciclos complementarios. Ciclo C4 y metabolismo ácido de las crasuláceas.

3-Metabolismo del nitrógeno. El ciclo del nitrógeno en la naturaleza. Asimilación de nitrógeno por las plantas a partir del suelo. Nitrito y nitrato reductasa.

4-Biosíntesis de hidratos de carbono. Biosíntesis de sacarosa. Biosíntesis y función bioquímica del almidón y la celulosa. Glucósidos cianogenéticos. Estructura. Biosíntesis. Rol biológico.

5-Metabolismo de los lípidos. Acidos grasos encontrados particularmente en las plantas. Biosíntesis de ácidos grasos polietilénicos y acetilénicos. Degradación de ácidos grasos: a-oxidación y ß oxidación. Transformación de grasas en hidratos de carbono. Ciclo del ácido glioxílico.

6-Biosíntesis de los isoprenoides. Clasificación general. Origen del ácido mevalónico. Formación de unidades isoprenoides biológicas. Mecanismo de condensación de las mismas. Biosíntesis de terpenos, sesquiterpenos, diterpenos y triterpenos. Formación de esteroides vegetales.

7-Biosíntesis de núcleos aromáticos en los vegetales. Mecanismo de formación por la vía del acetato. Acido orselínico y ácido metilsalicílico. Formación de ácidos benzoicos sustituídos y de quinonas. Vía del ácido shiquímico. Formación del ácido fosfoglicohertónico. Transformación en ácido dehidroquínico y formación de ácido prefénico. Su transformación en ácidos fenilpirúvicos y aminoácidos aromáticos.

8-Biosíntesis del ácido cinámico y sus derivados. Estructura de la madera. Biosíntesis de sustancias derivadas de la fenilalanina y la tirosina. Fenilalanina liasa. Propiedades y regulación. Acidos cinámicos sustituídos y sus derivados. Las cumarinas. Los lignanos. La lignina. Funciones oxigenadas y unidades fenilpropano en la lignina. Fórmula estructural de la misma. Precursores de la lignina: alcohol coniferílico.

9-Biosíntesis de flavonoides. Flavonoides. Definición. Flavonas y flavononas: Flavonoles y flavonololes; antocianidinas, leucoantocianidinas y catequinas. Biosíntesis. Origen del núcleo bencénico A y del resto de la molécula. Taninos vegetales.

10-Biosíntesis de alcaloides. Alcaloides derivados de la feniletilamina; Hordenina, efedrina, etc. C-metilación y N-metilación. Alcaloides del grupo de la bencilisoquinolina. Las bencilisoquinolinas como precursores de: a) alcaloides aporfínicos y del grupo de la morfina, b) alcaloides protoberberínicos.y protopínicos. Biosíntesis de la nicotina. Función biológica de los alcaloides.

11-Bioquímica ecológica. Las plantas y su adaptación bioquímica al medio. Interacción entre plantas e insectos. Sustancias tóxicas de plantas y su efecto sobre animales. Interacciones hormonales entre plantas y animales. Productos animales atractantes y repelentes. Feromonas y sustancias de defensa.Interacciones entre plantas superiores: alelopatías. Fitoalexinas y fitotoxinas.

12-Bioquímica ecológica. Respuesta de las plantas frente a distintas situaciones de estrés ambiental. Estrés hídrico, salino, exceso de metales pesados en los suelos, herbicidas, radiación ultravioleta.

QUIMICA BIOLOGICA VEGETAL

Trabajos Prácticos

1)-Aislamiento y separación de los pigmentos fotosintéticos en tejido vegetal e interpretación de los espectros de absorción de dichos pigmentos. Discusión de trabajo: Novel insights in the control of tetrapyrrole metabolism of higher plants, Current Opinion in Plant Biology, 1998, 1:245-250.

2)-Desacople del tansporte de electrones de las membranas tilacoidales utilizando la reacción de Hill. Confirmación de la necesidad de luz y compuestos termoestables para que el proceso ocurra. Discusión del trabajo: Seeing the world in red and blue: insight into plant vision and photoreceptors. Current Opinion in Plant Biology, 1999, 2:230-235.

3)-Extracción de peroxidasas a partir de semillas de trigo y girasol, separación de las distintas isoformas mediante cromatografía de intercambio iónico, determinación de la actividad peroxidásica en las distintas fracciones. Determinación del efecto de distintos metales sobre la actividad enzimática.

4)-Extracción de la enzima ácido indol acético oxidasa (IAA oxidasa) a partir de diferentes especies vegetales. Obtención de fracciones con actividad de IAA oxidasa, utilización de diálisis por filtración molecular. Determinación de la actividad de dicha enzima. Evaluación de los requerimientos de cofactores y el efecto de inhibidores de esta enzima.

5)-Extracción de poliaminas a partir de distintas especies vegetales. Derivatización de las poliaminas mediante la técnica de dansilación. Separación e identificación de las principales poliaminas mediante cromatografía en capa delgada.

6)-Marcha sistemática en muestras de origen vegetal: Extracción de principios activos.

7)-Identificación de productos del metabolismo secundario de vegetales.

8)-Determinación de la actividad de la fenilalanina-amonio liasa en callos y suspensiones celulares de girasol bajo distintas condiciones de inducción.

Seminarios

1)-Introducción a la bioquímica vegetal. Fundamentos del estudio bioquímico en los distintos órganos y tejidos vegetales.

2)-Oxidasas, oxigenasas y enzimas relacionadas.

3)-Biosíntesis de taxol en tejidos vegetales.

4)-Biosíntesis de terpenos. Rol biológico.

5)-Biosíntesis de glucósidos cianogenéticos.

6)-Biosíntesis y degradación de poliaminas en vegetales. Inhibidores del metabolismo de las poliaminas.

Bibliografía

-Plant Biochemistry. P.M. Dey and J.B. Harbone.

-Biochemistry of Plant Secondary Metabolism. M.Wink.

-Plant Biochemistry and Molecular Biology. P.J. Lea and R.C. Leegood.

-Plant Cell. Vol. 7.

Vigente a partir del primer período lectivo 2000

Aprobado por la Resolución (CD) N 709/00