​Modulo 1 - Produção de produtos biotecnológicos: Uma visão geral​

Descrição:  A biotecnologia é uma ciência incrível e tem contribuído de forma altamente significativa no desenvolvimento humano. Neste tópico vamos apresentar a vocês a história da biotecnologia enfatizando principalmente o tema proteínas e suas aplicações, sem esquecer a importância econômica que este segmento representa.​

Instrutores: Dr. Carlos Alexandre Breyer, Dra. Renata Bannitz Fernandes e Dr. Willian Kopp​

Carga Horária : 70 minutos

Conteúdo:

1.1 O que é biotecnologia?

1.2 Um pouco de história;

1. 3 Fontes de enzimas e suas utilizações;

1.4 O mercado de biotecnologia;

1.5 Desenvolvimento de bioprocessos;

1.6 Revisão;

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​Modulo 2 -  Biorreatores, processos fermentativos e regimes de operação de biorreatores.

Descrição:  Neste tópico você irá aprender como ocorre a produção de produtos biotecnológicos através de processos fermentativos. Desta forma, você conhecerá aspectos que envolvem a escolha do microrganismo de trabalho, as características necessárias do meio de cultivo, as funcionalidades dos biorreatores e aspectos cinéticos destes processos. Assim, você aprenderá como estas moléculas são produzidas para depois serem purificadas.

Instrutores: Dra. Renata Bannitz Fernandes

Carga Horária : 180 minutos

Conteúdo:  

2.1 Tecnologia das fermentações no contexto de biotecnologia -Introdução;

2.2 Fermentação como processo unitário - Parte 1;

2.3 Fermentação como processo unitário - Parte 2;

2.4 Tipos de processos fermentativos;

2.5 Condução do processo fermentativo - Parte 1;

2.6 Condução do processo fermentativo - Parte 2;

2.7 Esterilização e desinfecção;

2.8 Cinética de processos fermentativos - Parte 1;

2.9 Cinética de processos fermentativos - Parte 2;

2.10 Agitação e aeração;

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Modulo 3​ - Proteínas: Estrutura e função

Descrição: Neste tópico você vai aprender a importância do conhecimento da estrutura tridimensional de biomoléculas. Serão enfatizados os conceitos fundamentais de estrutura de proteínas e apresentadas as principais metodologia utilizadas para determinar a estrutura tridimensional de proteínas. Vamos mostrar como esse conhecimento pode auxiliar no design de um experimento purificação.

Instrutores: Dr. Carlos Alexandre Breyer

Carga Horária : 140 minutos

Conteúdo:

3.1 Introdução ao tópico;

3.2 Como um código representa toda a vida;

3.3 Aminoácido - Simples peças que formam estruturas complexas;

3.4 Como as proteínas são organizadas - Estrutura primária;

3.5 Como as proteínas são organizadas - Estrutura secundária;

3.6 Como as proteínas são organizadas - Estrutura terciária;

3.7 Como as proteínas são organizadas - Estrutura quaternária;

3.8 Determinação de estrutura de biomoléculas;

3.9 Cristalografia de raio-x;

3.10 Crio Microscopia eletrônica;

3.11 Revisão​;

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Modulo 4:  Bancos de dados e análises estruturais in silico de proteínas ​

Descrição: Neste tópico serão apresentados a você os principais bancos de dados que possuem informações sobre proteínas e genes. Principalmente bancos que possuem informações como a sequência de aminoácidos, peso molecular, entre outras informações importantes da molécula.

Instrutor: Dr. Carlos Alexandre Breyer

Carga Horária : 70 minutos

Conteúdo: ​

4.1 Introdução -  bancos de dados  de biomoléculas; 

4.2 Bancos de dados de proteínas;

4.3 Pesquisa em bancos de dados;

4.4 UniProt;

4.5 ProtParam; 

4.6 Revisão;​

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Modulo 5: Programas para análise de proteínas

Descrição: Conhecer a estrutura tridimensional da biomolécula que se deseja purificar é uma das etapas mais importantes do design de um experimento de purificação. Neste tópico vamos apresentar a vocês os principais bancos de dados que contém estruturas tridimensionais de proteínas, serão enfatizadas as principais informações contidas nesses bancos. Também serão apresentados os principais programas com com versões de uso livre para análises de estruturas, finalmente serão demonstrados dois estudos de caso de análise estrutural proteínas.

Instrutor: Dr. Carlos Alexandre Breyer​

Carga Horária : 120 minutos

Conteúdo

5.1 Introdução a análise de estruturas de proteínas;

5.2 Bancos de dados de estruturas de proteínas;

5.3 Programas de análise de estrutura;

5.4 PyMOL e Chimira;

5.5 Discovery Studio;

5.6 Estudos de caso  1 - L-Asparaginase;

5.7 Estudo de caso 2 -  SARS-CoV-2 spike glycoprotein;

Revisão;

Obs: Neste tópico serão disponibilizados aos alunos uma aula prática com roteiro para realização das análises estruturais utilizando os programas PyMOL, Chimira e Discovery studio. Também serão disponibilizadas monitorias com os professores do curso via aula virtual, previamente agenda.

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Modulo 6: Identificação de características importantes em proteínas para design de processos de purificação

Descrição: Neste tópico você vai aprender sobre o uso da abordagem Bottom up para desenvolvimento de processos de purificação de bioprodutos. Iremos discutir quais são as propriedades de uma proteína que podem ser usadas para design de processos de purificação e iremos apresentar a vocês ferramentas online para obter essas informações. Vamos mostrar como correlacionar essas propriedades a escolha de técnicas e abordagens de purificação.

Instrutor: Dr. Willian Kopp​

Carga Horária : 160 minutos

Disponível a partir de: 17/07/2020

Conteúdo

6.1 Introdução ao tópico - Porque é tão difícil purificar um bioproduto?

6.2 Abordagem Bottom up para a purificação de proteínas;

6.3 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Resposta a técnicas quantitativas e qualitativas ;

6.4 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Janela de operação (estabilidade térmica e química da molécula alvo);

6.5 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Tamanho e forma da molécula alvo;

6.6 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Composição de aminoácidos de uma proteína;

6.7 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Ponto isoelétrico e distribuição de cargas de uma proteína;

6.8 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Indicadores de hidrofobicidade;

6.9 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Padrões de superfície;

6.10 Propriedades importantes para desenvolvimento de processos de purificação: Tudo junto e misturado;

6.11 Revisão;

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Modulo 7: Qualificação e quantificação experimental de proteínas

Descrição: Vamos apresentar e discutir neste capítulo a importância de medir corretamente a concentração da proteína alvo. Iremos apresentar os principais métodos de medida de proteína e iremos discuti-los em profundidade. Você vai aprender a o melhor método de medida para o seu processo.​

Instrutor: Dr. Willian Kopp​

Carga Horária : 115 minutos ​​

Conteúdo

7.1 Introdução ao tópico - A importância da quantificação precisa da molécula alvo durante um processo de purificação;

7.2 Quantificação de uma proteína por métodos espectrofotométricos: Quantificação direta a partir da absortividade molar na região do ultravioleta;

7.3 Quantificação de uma proteína por métodos espectrofotométricos: Quantificação empregando métodos colorimétricos; 

7.4 Quantificação de uma proteína a partir de sua atividade biológica: Atividade enzimática;

7.5 Quantificação de uma proteína a partir de sua atividade biológica: Métodos de detecção indireta;

7.6 Quantificação de uma proteína a partir de sua resposta imunológica: Métodos ELISA e derivados;

7.7 Qualificação e semi-quantificação de proteínas por técnicas eletroforéticas;

7.8 Revisão;

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Modulo 8: Purificação de proteínas: Operações unitárias preparatórias e de baixa resolução

Descrição: Neste capítulo você irá aprender o conceito de operação unitária no contexto de um bioprocesso. Iremos apresentar e discutir as principais operações unitárias preparatórias e de baixa resolução para a purificação de bioprodutos.​

Instrutor: Dr. Willian Kopp​

Carga Horária : 140 minutos ​

Disponível a partir de: 31/07/2020

Conteúdo

8.1 Introdução a operações unitárias para purificação preparatórias e de baixa resolução;

8.2 Clarificação;

8.3 Filtração convencional;

8.4 Filtração tangencial

8.5 Centrifugação;

8.6 Técnicas de rompimento celular;

8.7 Precipitação;

8.8 Ultrafiltração;

8.9 Extração em sistemas aquosos bifásicos;

8.10 Tudo junto e misturado - Qual a sequência ideal e como escolher as operações unitárias preparatórias e de baixa resolução mais adequadas ao meu processo;

8.11 Revisão;

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Modulo 9: Purificação de proteínas: Cromatografia

Descrição: Neste capítulo você irá aprender sobre cromatografia como técnica para purificação de bioprodutos, em especial proteínas. Você irá aprender sobre os componentes de um sistema cromatográfico e como eles podem ser empregados para separar misturas complexas de uma forma eficiente, permitindo a obtenção de compostos com elevado grau de pureza. Iremos mostrar quais são as principais variáveis de um processo cromatográfico industrial. Você irá aprender também como interpretar de forma correta um cromatograma. 

Instrutor: Dr. Willian Kopp​

Carga Horária : 180 minutos ​

Disponível a partir de: 07/08/2020

Conteúdo

9.1 Introdução a cromatografia como técnica analítica e de purificação;

9.2 Componentes de um sistema cromatográfico;

9.3 Classificação dos métodos cromatográficos;

9.4 Cromatografia líquida, LC e Flash );

9.5 Cromatografia aplicada na purificação de proteínas;

9.6 Fases estacionárias para a purificação de proteínas;

9.7 Fases móveis para a purificação de proteínas;

9.8 Fenômenos adsortivos;

9.9 Não é mágica! Como a cromatografia pode ser tão eficiente para a separação de diferentes compostos;

9.10 Considerações teóricas sobre processos cromatográficos;

9.11 Etapas de um processo cromatográfico para a purificação de proteínas;

9.12 Variáveis de um processo cromatográfico para purificação de proteínas;

9.13 Entendendo um cromatograma;

9.14 Revisão;

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Modulo 10: Purificação de proteínas: Técnicas cromatográficas

Descrição: Neste capítulo iremos entrar a fundo no universo da purificação cromatográfica de proteínas. Você irá aprender quais são as técnicas cromatográficas para a purificação de proteínas e quando elas podem ser empregadas. Vamos mostrar como um processo de purificação cromatográfico é dividido e como escolher a melhor estratégia de purificação cromatográfica para purificar a sua proteína.​

Instrutor: Dr. Willian Kopp​

Carga Horária : 220 minutos ​

Disponível a partir de: 14/08/2020

Conteúdo​

10.1 O que devemos saber antes de começar o desenvolvimento de um processo cromatográfico para a purificação de proteínas? 

10.2 Desenvolvimento de um processo de purificação de proteínas em 3 etapas: Abordagem CIPP;

10.3 Parâmetros de performance para cromatografia de proteínas;

10.4 Criando uma ficha de propriedades para orientar na escolha do processo de purificação cromatográfico da proteína alvo;

10.5 Técnicas cromatográficas de purificação de proteínas baseadas nas propriedades da molécula alvo;

10.6 Cromatografia de interação hidrofóbica;

10.7 Cromatografia de interação iônica;

10.8 Cromatografia de exclusão molecular;

10.9 Cromatografia de afinidade;

10.10 Cromatografia de bioafinidade;

10.11 Cromatografia de fase reversa;

10.12 Chromatofocusing;

10.13 E agora, como desenvolvo meu método? 

10.14 Escolhas orientadas com base nas propriedades da molécula alvo;

10.15 Ferramentas de produtividade que podem ser empregadas no desenvolvimento de métodos cromatográficos para a purificação de proteínas;

10.16 Métricas para desenvolvimento de um processo cromatográfico;

10.17 Revisão;

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Modulo 11: Purificação de proteínas: Operações de polimento e formulação

​Descrição: Neste capítulo serão apresentados os principais métodos utilizados nas operações de formulação de biomoléculas, enfatizando operações  utilizadas para trocas de tampão e métodos de concentração.  

Instrutores: Dr. Carlos Alexandre Breyer e Dra Renata Bannitz Fernandes ​

Carga Horária : 100 minutos ​

Disponível a partir de: 21/08/2020

Conteúdo

11.1 Introdução a Operações de polimento e formulação;

11.2 Dessalinização, Troca de tampões e concentração de proteínas;

11.3 Ultrafiltração;

11.4 Precipitação;

11.5 Diálise;

11.6 Liofilização; 

11.7 Outro métodos; 

11.8 Revisão;

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Modulo 12: Integração de Bioprocesso e introdução ao conceito de Quality By Design

Descrição:  Neste capítulo iremos discutir como pensar um processo de produção e de purificação de um determinado bioproduto de forma integrada. Iremos discutir brevemente o conceito de Quality By Design e seu uso no desenvolvimento de processos produtivos de biomoléculas focados na qualidade e em requisitos regulatórios.​

Instrutor: Dr. Willian Kopp

Carga Horária : 70 minutos ​

Disponível a partir de: 28/08/2020

Conteúdo

12.1 Considerações sobre a integração do processo produtivo e de purificação de uma biomolécula;

12.2 Contexto regulatório para processos de purificação de bioprodutos ;

12.3 A abordagem quality by design para desenvolvimento de processos produtivos de bioprodutos

12.4 Revisão;

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Modulo 13: Estudo de caso - Produção e purificação de L-Asparaginase em escala de bancada

Descrição: Neste tópico será apresentado como exemplo o processo de produção em escala de bancada da enzima L-Asparaginase, a qual é parte do tratamento de Leucemias. Serão apresentados detalhes de todas as partes do processo, incluindo detalhes de cada etapa do processo até produtos final.​

Instrutores: Instrutores: Dr. Carlos Alexandre Breyer e Dra. Renata Bannitz Fernandes​

Carga Horária : 125 minutos ​

Disponível a partir de: 04/09/2020

Conteúdo

13.1 Introdução - L-Asparaginase; 

13.2 Métodos de produção;

13.3 Clarificação

13.4 Extração da enzima;

13.5 Purificação - Cromatografia de Troca Iônica;

13.6 Purificação - Cromatografia de exclusão molecular;

13.7 Concentração e dessalinização;

13.8 Quantificação;

13.9 Revisão;

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TOTAL DE HORAS - 30 horas