Temario
Los seres vivos incluyendo las plantas, microorganismos, insectos y animales producen una gran cantidad de productos naturales (PN&rsquo,s) o también conocidos como metabolitos secundarios. Estos compuestos tienen importantes funciones ecológicas, por ejemplo en las plantas, les proveen protección contra el ataque de herbívoros y microorganismos patogénicos, sirven como atrayentes de polinizadores y agentes dispersantes de sus semillas, contribuyen en los mecanismos de adaptabilidad y competencia al suprimir el crecimiento de especies vecinas (fenómeno conocido como alelopatía). A lo largo de la historia del ser humano, se ha hecho uso de los PN&rsquo,s para el tratamiento de diversos padecimientos, siendo tal su importancia que muchos de los fármacos de uso actual tienen un origen a partir de un producto natural. Además muchos PN&rsquo,s son empleados como saborizantes, fragancias y un amplio rango de otras aplicaciones, por lo que su importancia en el sector comercial a nivel mundial es indiscutible. En años recientes ha surgido un enorme interés por entender la síntesis, regulación, función y diversidad metabólica de los PN&rsquo,s que junto a los avances tecnológicos actuales en química, biología vegetal, ecología, agronomía y salud humana, es posible establecer de manera integral la importancia de los PN&rsquo,s para el ser humano. La presente propuesta de curso, presentará de manera resumida un panorama global sobre las diferentes facetas del campo de estudio de los PN&rsquo,s biológicamente activos, incluyendo una introducción a las diferentes clases de productos naturales desde un enfoque químico y biológico, su importancia en las interacciones ecológicas y el valor que poseen para el humano como moléculas lideres en programas de descubrimiento de fármacos y agentes agro-químicos debido principalmente a su inherente diversidad químico-estructural. Además, con los avances tecnológicos en técnicas cromatográficas y espectroscópicas, se abordarán las diferentes metodologías de extracción, aislamiento e identificación de los productos naturales a partir de las diferentes matrices biológicas. Estas metodologías incluyen aquellas de tipo convencional (fraccionamiento químico clásico y biodirigido) como las de última generación (metabolómica y dereplicación).
Objetivo
Introducir a los estudiantes de posgrado las bases científicas para el estudio de los productos naturales bioactivos de mayor relevancia para el ser humano.
Objetivos específicos
1. Definir conceptos tales como producto natural, metabolito primario, metabolito secundario, principio activo, droga cruda, extracto crudo, fracción, compuesto puro, criterios de selección de fuentes naturales, entre otros. 2. Describir metabolismo primario, metabolismo secundario, asociación entre metabolismo primario y secundario, rutas biosintéticas del metabolismo secundario. 3. Describir los diferentes grupos de metabolitos secundarios (categorías químico-estructurales de acuerdo a su origen biogenético). 4. Describir las técnicas químicas convencionales y de vanguardia para la extracción, aislamiento y producción de los productos naturales bioactivos. 5. Definir estudio químico biodirigido y estudio químico clásico. 6. Describir las técnicas de análisis químico instrumental y espectroscópicas para el aislamiento e identificación de moléculas de origen natural. 7. Describir ejemplos selectos de los metabolitos secundarios de mayor importancia, fuentes naturales, actividad biológica y potencial aplicación. 8. Describir las metodologías de ultima generación para el estudio de los productos naturales tales como: metabolómica, metabonómica y dereplicación (uso de técnicas analíticas hibridas). 9. Establecer la importancia de los productos naturales y el rol que poseen en su interacción con el ser humano a lo largo de la historia (etnofarmacología y etnobotánica) y en su medio ambiente (ecología química, interacciones planta-microorganismo-insecto).
Habilidades y destrezas
Al termino del curso, el estudiante que haya aprobado tendrá la capacidad para definir diferentes conceptos del área de los productos naturales. Al observar una estructura química, será capaz de establecer su clasificación químico-estructural, origen biogenético y precursores químicos. Conocerá los metabolitos secundarios bioactivos mas importantes, clasificación química, su fuente natural y actividad biológica. Conocerá las diferentes metodologías químico, químico-analíticas y espectroscópicas para la extracción, separación, purificación, obtención e identificación de los productos naturales, respectivamente. Poseerá una visión sobre los métodos de vanguardia (tecnologías emergentes) para el estudio de los productos naturales.
Contenido temático
1. Introducción y conceptos. (2 horas). 2. Metabolismo secundario y su asociación al metabolismo primario (2 horas). 3. Métodos para la extracción, separación, identificación y obtención de los productos naturales biológicamente activos. Estudio químico clásico vs Estudio químico biodirigido. 8 horas. 4. Metabolitos derivados de la Ruta de los policétidos (acetato-malonato) y ejemplos selectos ( fuente natural y actividad biológica). 4 horas 5. Metabolitos derivados de la ruta del ácido sikímico (fenilpropanoides, flavonoides, estilbenos, acido cinámico, etc.) y ejemplos selectos, fuente natural y actividad biológica. 4 horas 6. Metabolitos derivados de la rutas del acetato-mevalonato y deoxy-xylulosa fostato: terpenoides (hemiterpenos, monoterpenos, sesquiquiterpenos, diterpenos, sesteterpenos, triterpenos y tetraterpenos) y esteroides. Ejemplos selectos, fuente natural y actividad biológica. 4 horas 7. Metabolitos derivados de la síntesis de aminoácidos o alcaloides. Ejemplos selectos, fuente natural y actividad biológica. 8 horas. 8. Metabolitos de biogénesis mixta. Ejemplos selectos, fuente natural y actividad biológica. 2 horas. 9. Importancia de la producción de los productos naturales para el ser humano y su medio ambiente (etnobotánica, etno-farmacología, ecología química e interacciones planta-microorganismo-insecto). 10 horas. 10. Metodologías emergentes (metabolómica y dereplicación) para el estudio de los productos naturales. 6 horas
