Università degli Studi di Torino
Facoltà di Scienze MM.FF.NN
Corso di Laurea in Scienze Biologiche
Scheda programmi corsi
CHIMICA BIOLOGICA METABOLICA I 5 crediti
SSD: BIO/10 Numero codice: B8519
1. Docenti
prof. SANDRO PAOLO SOLINAS (corso A)
Dipartimento di Medicina e Oncologia
Sperimentale
Tel.: 011 670 5300
Fax: 011 670 7770
e-mail: [email protected]
dott.ssa PAOLA ALLEGRA (corso B)
Dipartimento di Medicina e Oncologia
Sperimentale
Tel.: 011 670 5300
Fax: 011 670 7770
e-mail: [email protected]
2. Finalità
Fornire agli studenti le basi biochimiche del metabolismo cellulare, mettendo in particolare
evidenza i princìpi che governano la generazione e la conservazione dell’energia metabolica e la
biosintesi dei precursori delle macromolecole.
3. Obiettivi
L’allievo dovrà essere in grado di:
1. illustrare, con esempi, le principali reazioni enzimatiche del metabolismo;
2. conoscere la struttura e la funzione dei cofattori;
3. descrivere struttura e funzione di insulina, glucagone e adrenalina;
4. caratterizzare i diversi legami chimici, dando particolare risalto a quelli ad elevata energia libera
di idrolisi;
5. descrivere le vie di utilizzo dei principali nutrienti e le alterazioni metaboliche;
6. conoscere il metabolismo ossidativo di carboidrati, lipidi e aminoacidi, mettendo in particolare
risalto gli intermedi comuni e i loro diversi destini metabolici;
7. descrivere per ciascuna molecola “ad alta energia” il processo termodinamico di sintesi e
degradazione;
8. illustrare i meccanismi bioenergetici alla base della sintesi dell’ATP;
9. descrivere le funzioni mitocondriali;
10. valutare e comparare i rendimenti energetici dei diversi metabolismi;
11. conoscere i concetti di base della compartimentazione cellulare;
12. descrivere i processi di biosintesi di carboidrati, lipidi e basi azotate;
13. descrivere dettagliatamente il catabolismo delle basi;
14. descrivere i processi di deaminazione degli aminoacidi, il trasporto dell’azoto e la sua
eliminazione;
15. descrivere le interrelazioni metaboliche fra diversi tessuti, in funzione degli stati nutrizionali ed
ormonali
4. Pre-requisiti in ingresso
Pre-requisiti (in ingresso)
Insegnamenti fornitori
Princìpi di termodinamica, equilibrio chimico, costanti di
Chimica generale, Fisica, Matematica
equilibrio, velocità di reazione, dissociazione acido-base,
sistemi tampone.
Caratteristiche dei principali gruppi funzionali e dei legami Chimica organica
Data emissione 16 gennaio 2004 - Rev. 00 – Mod15
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chimici, stereoisomeria.
Enzimi, catalisi, inibitori e attivatori, regolazione
Istituzioni di biochimica generale,
allosterica e covalente, struttura delle macromolecole
Chimica biologica
biologiche, ruolo e morfologia delle membrane biologiche.
5. Metodologia didattica
36 ore di lezioni frontali, corrispondenti a 4.5 CFU + 12.5 ore di esercitazioni teorico-pratiche di
“Applicazioni allo studio del metabolismo”, corrispondenti a 0.5 CFU
6. Programma, articolazione e carico didattico
Argomento
ARGOMENTI DELLE LEZIONI FRONTALI
Princìpi di bioenergetica:
le basi termodinamiche della reazione enzimatica. Struttura e funzione dell'ATP,
energia libera di idrolisi. composti fosforilati ad alta energia.
Metabolismo dei carboidrati:
Insulina, glucagone, adrenalina. Il glicogeno: struttura,degradazione e sintesi;
regolazione ormonale del metabolismo del glicogeno; glicolisi, glicolisi aerobica
e anaerobica, ciclo di Cori, destino del piruvato, ruolo dell’acetil-CoA, ciclo degli
acidi tricarbossilici, biosintesi dei corpi chetonici. Rendimento energetico del
catabolismo del glucoso, sintesi di ATP a livello dei substrati. Via dei pentoso
fosfati.
Metabolismo dei lipidi:
la compartimentazione cellulare nel metabolismo lipidico. La beta-ossidazione
degli acidi grassi e il rendimento energetico; destino metabolico del propionilCoA; la beta-ossidazione degli acidi grassi polinsaturi e il rendimento energetico.
Trasporto dell’acetilCoA, spola del citrato, enzima malico. Biosintesi degli acidi
grassi.
Metabolismo della basi azotate:
biosintesi e degradazione dei nucleotidi purinici e pirimidinici. Metabolismo
dell’acido urico. Sintesi dei desossiribonucleotidi. Sintesi del desossitimidilato.
Le funzioni mitocondriali:
il trasporto degli equivalenti riducenti dal citosol al mitosol; la catena respiratoria
e la fosforilazione ossidativa; rendimento energetico delle diverse vie
metaboliche.
Metabolismo dell'azoto:
processi di deaminazione e transaminazione degli aminoacidi; meccanismo di
transaminazione, ciclo glucosio-alanina; ureogenesi.
ARGOMENTI DELLE ESERCITAZIONI
Studio con i modelli molecolari dei principali gruppi funzionali:
i divesi livelli di ossidazione dell’atomo di carbonio; costruzione con i modelli
molecolari di alcoli, aldeidi, chetoni acidi carbossilici; reazioni di esterificazione;
rstruttura delle anidridi e degli eteri; atomo di carbonio chirale, D- e Lgliceraldeide, configurazione cis e trans. Struttura del glucopiranoso, del
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Ore
Lez.
12
Ore
Esercit.
12
12
4.5
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fruttofuranoso e di un acido grasso saturo e insaturo.
Studio con i modelli molecolari della glicolisi:
studio applicativo della glicolisi, utilizzando un libro di testo e i modellini
molecolari.
Studio con i modelli molecolari del ciclo degli acidi tricarbossilici:
studio applicativo del ciclo di Krebs, utilizzando un libro di testo e i modellini
molecolari; considerazioni sulla prochiralità dell’acido citrico.
Totale
4
4
36
12.5
7. Materiale didattico
Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso: il docente.
I testi base consigliati per il corso sono:
C.K. Mathews, K.E. van Holde, Biochimica, Ed. Ambrosiana, 3° ed., 2004, Milano.
D.L. Nelson, M.M. Cox, I Principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli Ed., 2002, Bologna.
J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer, Biochimica, Zanichelli Ed., 5° ed., 2003, Bologna.
D. Voet, J.G. Voet, C.W. Pratt, Fondamenti di Biochimica, Zanichelli Ed., 2002, Bologna.
E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
appunti delle lezioni.
Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://www.med.unibs.it/~marchesi/subjects.html
http://web.mit.edu/esgbio/www/7001main.html
http://www.bdp.it/~trends10/targeon/vanna/biologic/biologic.htm
http://www.dica33.it/servizi/salute/alimenti/banca_dati/generi.asp
8. Modalità di verifica/esame
L’esame consiste nello svolgimento scritto di tre argomenti scelti a caso dai docenti tra quelli
trattati a lezione.
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