Corso di Laurea in Biotecnologie

Biochimica - primo livello

Biochemistry

Anno accademico 2013/2014

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Risultati dell'apprendimento attesi
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Note
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

Apprendimento dei processi biochimici alla base del metabolismo cellulare

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza dei processi biochimici coinvolti nel metabolismo di tipo fisiologico e patologico. Conoscenza dei punti critici di controllo del metabolismo energetico e biosintetico.

Programma

•Modulo 1: Biochimica descrittiva

Le proteine: gli aminoacidi, struttura delle proteine, proteine fibrose e globulari. Folding delle proteine e malattie conformazionali.

Gli enzimi: caratteristiche e proprieta’ cinetiche. La variazione di energia libera delle reazioni. Le strategie catalitiche. Gli inibitori enzimatici.

L’emoglobina: struttura, regolazione allosterica, effetto Bohr. Emoglobinopatie.

I carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi (amido, cellulosa, glicogeno). Le pareti batteriche. Monosaccaridi modificati. Glicosaminoglicani, proteoglicani, glicoproteine.

I lipidi: gli acidi grassi, i trigliceridi, i fosfolipidi (glicerofosfolipidi e sfingolipidi). I lipidi eteri (PAF). I glicolipidi. Il colesterolo e i suoi derivati: steroidi e acidi biliari. I fostatidilinositoli e gli eicosanoidi.

La composizione delle membrane: il modello a mosaico fluido, le asimmetrie delle membrane (trasversale e laterale). Il gradiente di colesterolo. I rafts lipidici e le proteine associate ai rafts. Effetti dell’ormone tiroideo sulla composizione delle membrane.

Introduzione al metabolismo energetico: le vie cataboliche e la produzione di energia: l’ATP. Reazioni accoppiate. Potenziale di trasferimento del gruppo fosforico. Le unita’ riducenti. Il coenzima A.

Metabolismo energetico dei carboidrati: la glicolisi, la fermentazione, la regolazione della glicolisi, il controllo ormonale (insulina e glucagone). La gluconeogenesi. Regolazione coordinata di glicolisi e gluconeogenesi. Metabolismo del glicogeno e sua regolazione (allosterica e ormonale). Clustering metabolico di enzimi glicolitici e glicogenolitici. Il ciclo dell’acido citrico (TCA). La piruvato deidrogenasi. Regolazione del TCA. Il TCA come fonte di precursori biosintetici. Il ciclo del gliossilato nelle piante e batteri. La fosforilazione ossidativa. I potenziali redox. I trasportatori di elettroni. Il trasporto degli elettroni accoppiato alla formazione del gradiente protonico. Il disaccoppiamento. La teoria chemiosmotica. Verifiche sperimentali della teoria. La ATP sintasi. I sistemi di trasporto della membrana mitocondriale. La regolazione respiratoria.

La fotosintesi: la fase luminosa, i fotopigmenti, assorbimento dell’energia luminosa e separazione di cariche fotoindotta. I fotosistemi. La produzione di NADPH e ATP. La fase oscura: il ciclo di Calvin, la Rubisco e la sua regolazione. La produzione di saccarosio e amido nelle piante. La fotorespirazione. Il metabolismo delle piante C3, C4 e CAM.

Il ciclo dei pentosi: le tappe del ciclo. Funzione antiossidante del NADPH. Deficit genetico di G6PD.

Il metabolismo del glucosio nei vari tipi cellulari.

Il catabolismo degli acidi grassi: provenienza dei lipidi dalla dieta e dal tessuto adiposo. Le apolipoproteine (chilomicroni, VLDL, LDL, HDL). L’attivazione ad acil-CoA, il trasporto nel mitocondrio e la beta-ossidazione. Ossidazione degli acidi grassi insaturi e dispari.

Le reazioni biosintetiche a partire dall’acetil-CoA: i corpi chetonici e il loro significato, la sintesi degli acidi grassi. La sintesi degli acidi grassi a partire dai carboidrati. Regolazione di sintesi e demolizione degli acidi grassi (allosterica e ormonale). Le reazioni di allungamento e insaturazione. La sintesi di trigliceridi e fosfolipidi.

Modulo 3: Biosintesi 

Biosintesi  del colesterolo. Trasporto del colesterolo nel sangue: lipoproteine plasmatiche.   Il mevalonato come precursore di composti con scheletro poliisoprenico (Vit A, E, K, ubichinone, fitile).  La farnesilazione/geranilazione delle proteine. Il catabolismo del colesterolo ad acidi biliari.  Gli ormoni steroidi: biosintesi e catabolismo di corticosteroidi e ormoni sessuali. La vit. D.

Turnover delle proteine e catabolismo degli aminoacidi.  Deaminazione mediante  transaminasi. Il piridossalfosfato. Desaminazione. Glutammato deidrogenasi. Il ciclo dell’urea. Deficit genetici. 

Biosintesi degli aminoacidi: fissazione dell’azoto.  Inserimento dell’ammonio negli aminoacidi. Vie di sintesi di alcuni aminoacidi. S-adenosil-metionina. Derivati degli aminoacidi.

Catabolismo e Biosintesi dei nucleotidi purinici e pirimidinici. Deficit genetici. Ribonucleotide reduttasi. Regolazione. Coenzima folico. Inibitori della  DHF reduttasi come antiblastici. Acido urico.

Biosintesi e catabolismo dell’eme. Porfirie.

Integrazione delle principali vie metaboliche.  

Esercitazioni a piccoli gruppi:

La spettroscopia di assorbimento.

Misura della concentrazione proteica.

Metodo colorimetrico per la misura della glicemia.

Misura spettrofotometrica dell’attivita’ AST nel siero.

David L. Nelson, Michael M. Cox I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER Zanichelli, quinta edizione

Jeremy M. BERG, John L. TYMOCZKO, Lubert STRYER BIOCHIMICA Zanichelli, sesta edizione

Note

Modulo 1 e 2: prof. Francesca Silvagno Modulo 3: prof. Riccardo Taulli. Esercitazioni: prof. Francesca Silvagno Ore di didattica frontale: 80. Ore di didattica a piccoli gruppi (esercitazioni): 20. Esame finale: scritto e orale

• Materiale didattico
• Bacheca appelli
• Vai a Moodle
• Visita i forum