45 BIOCATALISIS

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 PLAN DE ESTUDIO EN
BIOINGENIERÍA APLICADA
IDENTIFICACIÓN DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
Unidad académica:
Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Plan de estudios: Bioingeniería Aplicada
Unidad de aprendizaje:
Biocatálisis 
Ciclo de formación: Profesional o Especializado
Eje general de formación: Teórico-Técnico
Área de Profundización: Ciencias Biológicas
Semestre: Quinto, Sexto, Séptimo u Octavo
Elaborada por: Dra. María del 
Refugio Trejo Hernández
Fecha de elaboración: agosto de 2023
Clave:
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Tipo: Carácter: Modalidad:
02 03 05 02 07 Electiva
Teórico-
Práctica
Escolarizada
Plan (es) de estudio en el(los) que se imparte: Bioingeniería Aplicada 
ESTRUCTURA DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE
Presentación: La biocatálisis es una rama de la ciencia que se enfoca en el uso de enzimas y 
otros catalizadores biológicos para acelerar y controlar reacciones químicas en sistemas 
vivos o en ambientes de laboratorio. Para su desarrollo se requiere conocimientos de 
química, bioquímica, ingeniería y enzimología. Por estas razones, esta Unidad de 
Aprendizaje proporciona los conceptos básicos y de aplicación específica hacia la 
Bioingeniería Aplicada con ejemplos prácticos que se desarrollarán numéricamente.
Propósito: Comprenda la naturaleza, la estructura y la función de las enzimas, así como su 
importancia en la catálisis biológica y química, al término de la unidad de aprendizaje, a través de 
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 PLAN DE ESTUDIO EN
BIOINGENIERÍA APLICADA
herramientas como la ingeniería de proteínas y la manipulación de la estructura enzimática con el 
fin de producir compuestos de manera más eficiente y sostenible, para analizar y aprovechar el 
entorno, con responsabilidad y compromiso en la preservación del medio ambiente.
Competencias que contribuyen al perfil de egreso
Competencias Básicas (CB) (Marque X)
CB3. Aprendizaje estratégico
CB5. Razonamiento científico
Competencias Genéricas (CG) (Marque X)
Cognitivas-metacognitivas
CG1. Resolución de problemas
CG2. Pensamiento crítico
Socioemocionales genéricas
CG4. Trabajo colaborativo
CG8. Apertura a la experiencia
Digitales genéricas
CG11. Comunicación y colaboración en línea
CG12. Creación de contenidos digitales
Socioculturales genéricas
CG16. Comunicación en un segundo idioma
CG19. Aprecio por la vida y la diversidad
Competencias laborales (CL) (Marque X)
Transferibles para el trabajo
CL1. Digitales para el trabajo
CL4. Competencias para el aprendizaje a lo largo de la vida laboral (aprender, reaprender y 
desaprender)
Específicas disciplinares (CE)
CE9. Desarrolla proyectos sostenibles mediante la aplicación de conocimientos básicos y 
de frontera en el campo de las ciencias de la vida y las ciencias de la salud con base en la 
Bioingeniería, a través del trabajo colaborativo y multidisciplinario para resolver problemas 
que contribuyan al mejoramiento de la calidad de vida.
CONTENIDOS
Bloques: Temas:
Bloque 1. Introducción a la Biocatálisis 1.31 Definición de biocatálisis y su 
importancia en la síntesis química
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BIOINGENIERÍA APLICADA
Propósito: Analice los conceptos básicos y la 
importancia de la biocatálisis mediante el 
estudio de la química, la biología y la ingeniería, 
a través de una combinación de estudio teórico, 
análisis de casos reales y aplicación práctica, con 
enfoque de pensamiento crítico.
1.32 Biocatálisis fundamentos en enzimología 
(aspectos estructurales y funcionales)
1.33 Biocatálisis enzimática molecular
1.34 Biocatálisis celular (mapas metabólicos, 
ingeniería metabólica)
Bloque 2. Enzimología y sus aplicaciones
Propósito: Diferencie las enzimas, sus 
características y mecanismos de acción, así 
como estas moléculas biológicas se utilizan en 
una amplia gama de aplicaciones prácticas, a 
través de un análisis de casos reales y aplicación 
práctica, para su aplicación en la solución de 
problemas, con enfoque de pensamiento crítico.
2.29 Tipos de enzimas y sus orígenes 
2.30 Selección de enzimas para uso industrial
2.31 Actividad catalítica, curvas de progresión, 
constantes modelos de reacción y eficiencia 
catalítica
2.32 Revisión de casos relacionados con los 
sectores: Farmacéuticos, salud y diagnóstico 
Bloque 3. Inmovilización de enzimas y células
Propósito: Distinga cómo las enzimas y las 
células pueden ser fijadas o inmovilizadas en 
matrices o soportes, a través de un análisis de 
casos reales y aplicación práctica, para mejorar 
su estabilidad, reutilización y eficiencia en 
diversos procesos biotecnológicos y químicos, 
con enfoque de pensamiento crítico.
3.30 Reactores enzimáticos
3.31 Reactores microbianos 
3.32 Biotransformaciones 
3.33 Industria farmacéutica 
3.34 Tratamiento de efluentes y desechos 
Bloque 4. Estabilidad de la estructura y 
actividad catalítica
Propósito: Identifique la estabilidad de las 
enzimas y cómo esta afecta su actividad 
catalítica a lo largo del tiempo y en diversas 
condiciones, a través de un análisis de casos 
reales para su aplicación práctica, con enfoque 
de pensamiento crítico.
4.37 Ingeniería de proteínas
4.38 Ingeniería de medios de reacción 
4.39 Cristales catalíticos 
4.40 Polímeros catalíticos 
4.41 Biosensores
4.42 Nanobiocatálisis
4.43 Diagnósticos
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA – APRENDIZAJE
Estrategias de aprendizaje sugeridas (Marque X)
Aprendizaje basado en problemas Nemotecnia
Estudios de caso Análisis de textos
Trabajo colaborativo Seminarios
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Plenaria Debate
Ensayo Taller
Mapas conceptuales Ponencia científica
Diseñode proyectos Elaboración de síntesis
Mapa mental Monografía
Práctica reflexiva Reporte de lectura
Trípticos Exposición oral
Otros: 
Estrategias de enseñanza sugeridas (Marque X)
Presentación oral (conferencia o 
exposición) por parte del docente Experimentación (prácticas)
Debate o Panel Trabajos de investigación 
documental
Lectura comentada Anteproyectos de investigación
Seminario de investigación Discusión guiada
Estudio de Casos
Organizadores gráficos 
(Diagramas, etc.)
Foro Actividad focal
Demostraciones Analogías
Ejercicios prácticos (series de problemas) Método de proyectos
Interacción con la realidad (a través de 
videos, fotografías, dibujos y software 
especialmente diseñado).
Actividades generadoras de 
información previa
Organizadores previos Exploración de la web
Archivo Portafolio de evidencias
Ambiente virtual (foros, chat, correos, ligas 
a otros sitios web, otros)
Enunciado de objetivo o intenciones
Otra, especifique (lluvia de ideas, mesa redonda, textos programados, cine, teatro, juego de roles, 
experiencia estructurada, diario reflexivo, entre otras): 
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intenciones
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BIOINGENIERÍA APLICADA
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Criterios Porcentaje
Participaciones en clase 10%
Trabajos 20%
Anteproyecto de Innovación Tecnológica en 
forma Ejecutiva 40%
Exámenes 30%
Total 100 %
PERFIL DEL PROFESORADO
Maestría o Doctorado en Biología o áreas afines, preferentemente en Ciencias Bioquímicas o 
Ciencias Químicas.
REFERENCIAS
Básicas: 
10. Alcántara AR, Domínguez de María P, Littlechild JA, Schürmann M, Sheldon RA, Wohlgemuth 
R. Biocatalysis as key to sustainable industrial chemistry. ChemSusChem. 2022; 15: 1-11.
11. Fryszkowska A, Devine PN. Biocatalysis in drug discovery and development. Curr. Opin. 
Chem. Biol. 2020; 55: 151–160.
12. Whittall J, Sutton PW, editors. Applied Biocatalysis TheChemist’s EnzymeToolbox. Sussex: 
Wiley; 2021.
13. Rudroff F, Mihovilovic MD, Gröger H, Snajdrova R, Iding H, Bornscheuer UT. Opportunities 
and challenges for combining chemo- and biocatalysis. Nat. Catal. 2018; 1: 12–22. 
14. Sheldon RA, Brady D, Bode ML. The Hitchhiker’s guide to biocatalysis: Recent advances in 
the use of enzymes in organic synthesis. Chem. Sci. 2020; 11: 2587–2605.
15. Wu S, Snajdrova R, Moore JC, Baldenius K, Bornscheuer UT. Biocatalysis: enzymatic synthesis 
for industrial applications. Angew. Chem. Int. Ed. 2020; 60: 88–119.
Complementarias:
21. Bornscheuer UT, Huisman GW, Kazlauskas RJ, Lutz S, Moore JC, Robins K. Engineering the third 
wave of biocatalysis. Nature. 2012; 485(7397): 185-194.
22. Reetz MT, Carballeira JD. Iterative saturation mutagenesis (ISM) for rapid directed evolution 
of functional enzymes. Nature Protocols. 2007; 2: 891-903.
23. Sheldon RA, Van Pelt S. Enzyme immobilization in biocatalysis: Why, what and how. Chem. 
Soc. Rev. 2013; 42(15): 6223-6235.
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24. Turner NJ. Directed evolution drives the next generation of biocatalysts. Nature Chemical 
Biology. 2009; 5(8): 567-573.
INSTRUMENTOS
Tarea escrita
Criterio Valoración
Contenido
Presentación 10%
Estructura 20%
Desarrollo 40%
Conclusiones 10%
Referencias (formato y balance en tiempo y tipo) 10%
Redacción
Ortografía y redacción correctas 10%
Total 100 %
Anteproyecto de Innovación Tecnológica en forma Ejecutiva
Criterio Valoración
Contenido
Estructura adecuada (legal y organizativa) 10%
Análisis de la estrategia de mercado y financiero, operaciones y viabilidad 
del proyecto 30%
Distribución de contenido (imagen y texto) de diapositivas adecuada y 
atractiva 10%
Presentación
Descripción clara y completa de la idea de negocio 30%
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Exposición adecuada (gesticulación corporal y características vocales) 10%
Administración de tiempo 10%
Total 100 %
CRONOGRAMA
Número de 
Bloque
Semanas
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16
Bloque 1. 
Introducción a 
la Biocatálisis
Bloque 2. 
Enzimología y 
sus aplicaciones
Bloque 3. 
Inmovilización 
de enzimas y 
células
Bloque 4. 
Estabilidad de la 
estructura y 
actividad 
catalítica
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