PROGRAMMA DI BIOCHIMICA VEGETALE Introduzione generale al corso. Strutture, proprietà e funzioni delle macromolecole biologiche: aminoacidi, proteine, glucidi, lipidi. Le proteine vegetali: proteine enzimatiche, tossiche e di riserva. Enzimi: definizione, distribuzione, nomenclatura, meccanismo d’azione, specificità,affinità, isoenzimi, sistemi multienzimatici. Cinetica enzimatica: meccanismi catalitici, fattori che influenzano la velocità di reazione, determinazione dell’attività enzimatica, meccanismi di inibizione enzimatica, regolazione degli enzimi: allosterica, multipla, modificazioni covalenti, associazione/dissociazione, induzione. Enzimi come strumenti diagnostici. terapeutici e analitici. Acidi nucleici: DNA e RNA: strutture e funzioni; duplicazione, riparazione, trascrizione, maturazione dell’RNA. Sintesi proteica, assemblaggio e degradazione. Controllo dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti. Meccanismi di controllo della proliferazione e del ciclo cellulare. Apoptosi e necrosi. La fotosintesi: reazioni al buio. Struttura, funzione e regolazione dei principali enzimi del ciclo di Calvin. Struttura, funzione e regolazione degli enzimi del ciclo C4 e del metabolismo acido delle crassulacee. Produzione di metabolici primari I carboidrati: pool degli esosi fosfati, sintesi dell’amido e del saccarosio, regolazione del metabolismo tra la produzione di saccarosio e quella di amido, pool metabolico trioso/pentoso fosfato, interazioni tra i pool dell’esoso fosfato e del pentoso fosfato/trioso fosfato, modulazione dell’espressione genica da parte dei carboidrati, glicolisi, gluconeogenesi, sintesi e catabolismo della cellulosa. Respirazione e fotorespirazione: ciclo di Krebs, trasporto elettronico mitocondriale nelle piante, sintesi mitocondriale di TP nelle piante, ossidasi alternativa. I lipidi: biosintesi de novo degli acidi grassi, desaturazione ed allungamento degli acidi grassi, sintesi degli acidi grassi insoliti, sintesi e catabolismo dei lipidi di deposito: β-ossidazione perossisomiale e gliossisomiale. Produzione di metabolici secondari Via dell’acido scichimico e degli amminoacidi aromatici. Biosintesi dei flavonoidi e dei tannini. Via dell’acido mevalonico e biosintesi dell’isoprene. Alcaloidi. Aminoacidi non proteici. La fissazione biologica dell’azoto: Ciclo dell’azoto, riduzione dell’azoto molecolare, nitrogenasi, leghemoglobina, prodotti di fissazione biologica dell’azoto. Nutrizione delle piante Assunzione ed assimilazione dell’azoto inorganico di trasporto dell’azoto, via del corismato, assorbimento e trasporto dell’ammoniaca, riduzione del nitrato e del nitrito. Amminotransferasi. Utilizzo dell’azoto nel metabolismo della pianta. Biosintesi degli amminoacidi essenziali. Biosintesi delle basi purinuche e pirimidiniche. Assimilazione del solfato, assorbimento del solfato, via di assimilazione riduttiva del solfato. Metabolismo della cisterna e della metionina. Biochimica vegetale e risposta agli stress: risposta agli stress ambientali, risposta agli stress biotici. Risposta agli stress abiotici, risposta agli stress da erbicidi. stress ossidativo, stress da congelamento, stress da calore, stress dovuti a carenza idrica. Sintesi e funzioni del glutatione e dei suoi derivati. Ormoni: Natura, azione, tipi di recettori per gli ormoni, meccanismo d’azione molecolare degli ormoni, molecole di trasduzione del segnale, secondi messaggeri, vie di traduzione del segnale associate ai regolatori della crescita. Biosintesi e funzioni di ormoni e di elicitori: gibberelline, acido abscissico, citochinine, acido indol3-acetico, etilene, brassinosteroidi, poliammide, acido jasmonico, acido salicilico. Testi consigliati Buchanan B.B., Gruissem W e Jones R.L. Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante, Ed. Zanichelli. Maffei M. Biochimica vegetale, Ed. Piccin. Taiz L. e Zeiger E. Fisiologia Vegetale. Ed. Piccin. Garrett Rh e Grisham C.M. Principi di Biochimica, Ed. Piccin. Mathews C.K., Van Holde K.E. e Ahern K.G. Biochimica, Casa Editrice Ambrosiana. Nelson D.L. e Michael M. Cox M.M. I Principi Di Biochimica di Lehninger, Ed. Zanichelli (V ed.). Siliprandi N. e Tettamanti G. Biochimica Medica, Ed. Piccin Stefani M e Taddei N. Chimica, Biochimica e Biologia Applicata, Ed. Zanichelli. Tymoczko J.L., Berg J.M., Stryer L. Principi di Biochimica, Ed. Zanichelli. Voet D. e Voet J.G. Biochimica, Ed. Zanichelli. Voet D., Voet J.C. e Pratt C.W. Fondamenti di Biochimica, Ed. Zanichelli.