Indice xiii PREFAZIONE Capitolo 1 1 INTRODUZIONE ALLA CHIMICA DELLA VITA 2 1. L’origine della vita A. Il mondo prebiotico, 2; B. L’evoluzione chimica, 2 4 2. L’architettura della cellula A. L’evoluzione delle cellule, 4; B. I procarioti e gli eucarioti, 6 7 3. L’evoluzione degli organismi A. Tassonomia e filogenesi, 7; B. Le origini della complessità, 8; C. In che modo si evolvono gli esseri viventi?, 9 10 4. La termodinamica A. La prima legge della termodinamica: l’energia è conservata, 10; B. La seconda legge della termodinamica: l’entropia tende ad aumentare, 11; C. L’energia libera, 12; D. Gli equilibri chimici e lo stato standard, 13; E. La vita obbedisce alle leggi della termodinamica, 15 Riassunto, 17 ◆ Bibliografia, 17 ◆ Termini chiave, 17 ◆ Esercizi di approfondimento, 18 ◆ Problemi, 18 Capitolo 2 20 L’ACQUA 21 1. Le proprietà fisiche dell’acqua A. La struttura dell’acqua, 21; B. L’acqua come solvente, 23; C. L’effetto idrofobico, 25; D. L’osmosi e la diffusione, 27 29 2. Le proprietà chimiche dell’acqua A. La ionizzazione dell’acqua, 29; B. La chimica delle reazioni acido–base, 30; C. I tamponi, 33 Riassunto, 36 ◆ Bibliografia, 36 ◆ Termini chiave, 36 ◆ Esercizi di approfondimento, 36 ◆ Problemi, 37 Capitolo 3 38 NUCLEOTIDI, ACIDI NUCLEICI E INFORMAZIONI GENETICHE 39 1. I nucleotidi 41 2. Introduzione alla struttura degli acidi nucleici A. La composizione in basi del DNA, 42; B. La doppia elica, 42; C. Gli acidi nucleici a singolo filamento, 46 46 3. Una panoramica sulla funzione degli acidi nucleici A. Le informazioni genetiche sono contenute nel DNA, 47; B. La sintesi proteica è diretta dai geni, 47 48 4. Il sequenziamento degli acidi nucleici A. Le endonucleasi di restrizione, 49; B. L’elettroforesi e la mappatura per restrizione, 51; C. Il metodo di sequenziamento del DNA mediante terminazione della catena, 51; D. Il sequenziamento del genoma, 55; E. Sequenze, mutazioni ed evoluzione, 57 58 5. La manipolazione del DNA A. Le tecniche di clonaggio, 59; B. Le librerie di DNA, 62; C. L’amplificazione del DNA per mezzo della reazione a catena della polimerasi, 64; D. Applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante, 64 Riassunto, 68 ◆ Bibliografia, 69 ◆ Termini chiave, 69 ◆ Esercizi di approfondimento, 70 ◆ Problemi, 70 Capitolo 4 71 GLI AMMINOACIDI 72 1. La struttura degli amminoacidi A. Proprietà generali, 73; B. I legami peptidici, 73; C. Classificazione e caratteristiche, 73; D. Le proprietà acido–base, 78; E. Cenni sulla nomenclatura, 79 80 2. La stereochimica IV Indice 83 3. I derivati degli amminoacidi A. Modificazioni delle catene laterali nelle proteine, 83; B. Gli amminoacidi biologicamente attivi, 84 Riassunto, 86 ◆ Bibliografia, 86 ◆ Termini chiave, 87 ◆ Esercizi di approfondimento, 87 ◆ Problemi, 87 Capitolo 5 89 LE PROTEINE: STRUTTURA PRIMARIA 90 1. La diversità dei polipeptidi 92 2. Purificazione e analisi delle proteine A. Un approccio generale alla purificazione delle proteine, 92; B. La solubilità delle proteine, 96; C. La cromatografia, 96; D. L’elettroforesi, 99; E. L’ultracentrifugazione, 101 103 3. Il sequenziamento delle proteine A. Le tappe preliminari, 103; B. La scissione dei polipeptidi, 107; C. La degradazione di Edman, 108; D. Il sequenziamento mediante spettrometria di massa, 108; E. La ricostruzione della sequenza di una proteina, 111 113 4. L’evoluzione delle proteine A. L’evoluzione delle sequenze proteiche, 114; B. La duplicazione genica e le famiglie di proteine, 118; C. I moduli proteici, 119 Riassunto, 119 ◆ Bibliografia, 120 ◆ Termini chiave, 120 ◆ Esercizi di approfondimento, 121 ◆ Problemi, 121 Capitolo 6 123 LE PROTEINE: STRUTTURA TRIDIMENSIONALE 124 1. La struttura secondaria A. Il gruppo peptidico, 124; B. La struttura secondaria regolare: l’-elica e il foglietto , 127; C. Le proteine fibrose, 131; D. Le strutture proteiche non ripetitive, 136 137 2. La struttura terziaria A. La determinazione della struttura delle proteine, 137; B. Localizzazione e polarità delle catene laterali, 142; C. Strutture supersecondarie e domini, 143; D. Le famiglie di proteine, 146 147 3. Struttura quaternaria e simmetria 149 4. La stabilità delle proteine A. Le forze che stabilizzano la struttura delle proteine, 149; B. La dinamica delle proteine, 151; C. Denaturazione e rinaturazione delle proteine, 151 154 5. Il ripiegamento delle proteine A. Le vie di ripiegamento delle proteine, 154; B. La disolfuro isomerasi delle proteine, 155; C. I chaperoni molecolari, 155; D. Le malattie causate da un errato ripiegamento delle proteine, 162 166 6. La bioinformatica strutturale Riassunto, 170 ◆ Bibliografia, 170 ◆ Termini chiave, 171 ◆ Esercizi di approfondimento, 171 ◆ Problemi, 172 © 978-88-08-06879-X Capitolo 7 173 LA FUNZIONE DELLE PROTEINE: LA MIOGLOBINA E L’EMOGLOBINA 174 1. La mioglobina A. La struttura della mioglobina, 174; B. La funzione della mioglobina, 175 177 2. L’emoglobina A. La struttura dell’emoglobina, 177: B. Il legame dell’ossigeno all’emoglobina, 179 184 3. La cooperatività A. Il meccanismo della cooperatività nell’emoglobina, 184; B. Le proteine allosteriche, 190 192 4. Le emoglobine anormali Riassunto, 195 ◆ Bibliografia, 196 ◆ Termini chiave, 196 ◆ Esercizi di approfondimento, 196 ◆ Problemi, 196 Capitolo 8 198 I CARBOIDRATI 199 1. I monosaccaridi A. La classificazione dei monosaccaridi, 199; B. La configurazione e la conformazione, 201; C. I derivati degli zuccheri, 203 205 2. I polisaccaridi A. I disaccaridi, 205; B. I polisaccaridi strutturali: la cellulosa e la chitina, 206; C. I polisaccaridi di immagazzinamento: l’amido e il glicogeno, 209; D. I glicosamminoglicani, 210 212 3. Le glicoproteine A. I proteoglicani, 212; B. Le pareti cellulari dei batteri, 213; C. Le proteine glicosilate, 214; D. Le funzioni degli oligosaccaridi, 218 Riassunto, 221 ◆ Bibliografia, 221 ◆ Termini chiave, 221 ◆ Esercizi di approfondimento, 221 ◆ Problemi, 222 Capitolo 9 223 I LIPIDI E LE MEMBRANE BIOLOGICHE 224 1. La classificazione dei lipidi A. Gli acidi grassi, 224; B. I triacilgliceroli, 225; C. I glicerofosfolipidi, 226; D. Gli sfingolipidi, 229; E. Gli steroidi, 231; F. Altri lipidi, 234 236 2. I doppi strati lipidici A. Perché si formano i doppi strati, 237; B. La mobilità dei lipidi, 237 239 3. Le proteine di membrana A. Le proteine di membrana integrali, 240; B. Le proteine unite ai lipidi, 245; C. Le proteine periferiche di membrana, 246 247 4. Struttura e assemblaggio delle membrane A. Il modello a mosaico fluido, 247; B. Lo scheletro di Indice © 978-88-08-06879-X membrana, 248; C. L’asimmetria dei lipidi, 250; D. La via secretiva, 254; E. Il movimento delle vescicole, 259; F. La fusione delle vescicole, 264 Riassunto, 267 ◆ Bibliografia, 267 ◆ Termini chiave, 268 ◆ Esercizi di approfondimento, 268 ◆ Problemi, 269 Capitolo 10 270 IL TRASPORTO DI MEMBRANA 271 1. La termodinamica del trasporto 272 2. Il trasporto mediato passivo A. Gli ionofori, 272; B. Le porine, 273; C. I canali ionici, 275; D. Le aquaporine, 283; E. Le proteine di trasporto, 285 286 3. Il trasporto attivo Na+–K+ Ca2+ A. La ATPasi, 287; B. La ATPasi, 290; C. Il trasporto attivo guidato dai gradienti ionici, 291 Riassunto, 293 ◆ Bibliografia, 293 ◆ Termini chiave, 294 ◆ Esercizi di approfondimento, 294 ◆ Problemi, 294 Capitolo 11 296 LA CATALISI ENZIMATICA 297 1. Le proprietà generali degli enzimi A. La nomenclatura degli enzimi, 297; B. La specificità di substrato, 298; C. Cofattori e coenzimi, 299 301 2. L’energia di attivazione e la coordinata di reazione 303 3. I meccanismi di catalisi A. La catalisi acido–base, 304; B. La catalisi covalente, 305; C. La catalisi da metalli, 308; D. La catalisi da vicinanza e orientamento, 309; E. La catalisi da legame preferenziale dello stato di transizione, 311 313 4. Il lisozima A. La struttura dell’enzima, 313; B. Il meccanismo di catalisi, 317 322 5. Le serina proteasi A. Il sito attivo, 322; B. Le strutture ai raggi X, 325; C. Il meccanismo di catalisi, 327; D. Gli zimogeni, 331 Riassunto, 334 ◆ Bibliografia, 335 ◆ Termini chiave, 335 ◆ Esercizi di approfondimento, 335 ◆ Problemi, 335 Capitolo 12 337 CINETICA ENZIMATICA, INIBIZIONE E REGOLAZIONE 338 1. La cinetica delle reazioni A. La cinetica chimica, 338; B. La cinetica enzimatica, 341; C. L’analisi dei dati cinetici, 347; D. Le reazioni a due substrati, 348 350 2. L’inibizione enzimatica A. L’inibizione competitiva, 351; B. L’inibizione incompetitiva, 355; C. L’inibizione mista, 358 V 359 3. La regolazione allosterica dell’attività enzimatica 364 4. La progettazione di farmaci A. La scoperta di nuovi farmaci, 364; B. La biodisponibilità e la tossicità, 365; C. Le sperimentazioni cliniche, 366; D. I citocromi P450 e le reazioni sfavorevoli causate dai farmaci, 367 Riassunto, 370 ◆ Bibliografia, 370 ◆ Termini chiave, 371 ◆ Esercizi di approfondimento, 371 ◆ Problemi, 371 Capitolo 13 374 INTRODUZIONE AL METABOLISMO 375 1. Una panoramica del metabolismo A. Le strategie trofiche, 375; B. Le vie metaboliche, 375; C. Considerazioni termodinamiche, 379; D. Il controllo del flusso metabolico, 381 383 2. I composti «ad alta energia» A. L’ATP e il trasferimento di gruppi fosforici, 384; B. Le reazioni accoppiate, 386; C. Altri composti fosforilati, 389; D. I tioesteri, 391 392 3. Le reazioni di ossidoriduzione A. NAD+ e FAD, 393; B. L’equazione di Nernst, 394; C. La misura delle differenze di potenziali di riduzione, 395 398 4. I metodi sperimentali di studio del metabolismo A. L’identificazione dei destini metabolici, 398; B. L’uso di agenti che perturbano il sistema, 400; C. Il DNA microarray, 400; D. La proteomica, 401 Riassunto, 402 ◆ Bibliografia, 402 ◆ Termini chiave, 403 ◆ Esercizi di approfondimento, 403 ◆ Problemi, 403 Capitolo 14 405 IL CATABOLISMO DEL GLUCOSIO 406 1. Una panoramica della glicolisi 408 2. Le reazioni della glicolisi A. L’esochinasi: l’utilizzo della prima molecola di ATP, 408; B. La fosfoglucosio isomerasi, 409; C. La fosfofruttochinasi: l’utilizzo della seconda molecola di ATP, 410; D. L’aldolasi, 411; E. La triosio fosfato isomerasi, 413; F. La gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi: la formazione del primo intermedio «ad alta energia», 415; G. La fosfoglicerato chinasi: la produzione della prima molecola di ATP, 416; H. La fosfoglicerato mutasi, 418; I. L’enolasi: la formazione del secondo intermedio «ad alta energia», 418; J. La piruvato chinasi: la produzione della seconda molecola di ATP, 419 422 3. La fermentazione: il destino anaerobico del piruvato A. La fermentazione omolattica, 423; B. La fermentazione alcolica, 424; C. L’energetica della fermentazione, 427 VI Indice 428 4. Il controllo della glicolisi A. La fosfofruttochinasi: il principale enzima che controlla il flusso della glicolisi nel muscolo, 429; B. Il ciclo del substrato, 431 433 5. Il metabolismo di esosi diversi dal glucosio A. Il fruttosio, 433; B. Il galattosio, 435; C. Il mannosio, 436 437 6. La via del pentosio fosfato A. Fase 1: reazioni ossidative di produzione di NADPH, 439; B. Fase 2: isomerizzazione ed epimerizzazione del ribulosio-5-fosfato, 439; C. Fase 3: reazioni di scissione e formazione del legame carbonio–carbonio, 440; D. Il controllo della via del pentosio fosfato, 440 Riassunto, 444 ◆ Bibliografia, 445 ◆ Termini chiave, 446 ◆ Esercizi di approfondimento, 446 ◆ Problemi, 446 Capitolo 15 448 IL METABOLISMO DEL GLICOGENO E LA GLUCONEOGENESI 449 1. La demolizione del glicogeno A. La glicogeno fosforilasi, 450; B. L’enzima deramificante del glicogeno, 454; C. La fosfoglucomutasi, 455 456 2. La sintesi del glicogeno A. La UDP–glucosio pirofosforilasi, 458; B. La glicogeno sintasi, 458; C. L’enzima ramificante del glicogeno, 460 461 3. Il controllo del metabolismo del glicogeno A. Il controllo allosterico diretto della glicogeno fosforilasi e della glicogeno sintasi, 461; B. La modificazione covalente della glicogeno fosforilasi e della glicogeno sintasi, 463; C. Gli effetti ormonali sul metabolismo del glicogeno, 471 473 4. La gluconeogenesi A. Da piruvato a fosfoenolpiruvato, 473; B. Le reazioni idrolitiche, 477; C. La regolazione della gluconeogenesi, 478 479 5. Le altre vie biosintetiche dei carboidrati Riassunto, 483 ◆ Bibliografia, 483 ◆ Termini chiave, 484 ◆ Esercizi di approfondimento, 484 ◆ Problemi, 484 Capitolo 16 485 IL CICLO DELL’ACIDO CITRICO 486 1. Una panoramica del ciclo dell’acido citrico 488 2. La sintesi dell’acetil-CoA A. Il complesso multienzimatico della piruvato deidrogenasi, 489; B. Le reazioni del complesso della piruvato deidrogenasi, 490 493 3. Gli enzimi del ciclo dell’acido citrico A. La citrato sintasi, 493; B. L’aconitasi, 495; C. L’isocitrato deidrogenasi NAD+-dipendente, 496; D. L’- © 978-88-08-06879-X chetoglutarato deidrogenasi, 496; E. La succinil-CoA sintetasi, 497; F. La succinato deidrogenasi, 498; G. La fumarasi, 499; H. La malato deidrogenasi, 499 500 4. La regolazione del ciclo dell’acido citrico A. La regolazione della piruvato deidrogenasi, 501; B. Gli enzimi che controllano la velocità del ciclo dell’acido citrico, 501 503 5. Le reazioni correlate al ciclo dell’acido citrico A. Le vie che usano intermedi del ciclo dell’acido citrico, 504; B. Le reazioni che riforniscono di intermedi il ciclo dell’acido citrico, 505; C. Il ciclo del gliossilato, 506 Riassunto, 509 ◆ Bibliografia, 510 ◆ Termini chiave, 510 ◆ Esercizi di approfondimento, 510 ◆ Problemi, 510 Capitolo 17 512 IL TRASPORTO DI ELETTRONI E LA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA 513 1. Il mitocondrio A. L’anatomia dei mitocondri, 513; B. I sistemi di trasporto mitocondriali, 514 517 2. Il trasporto di elettroni A. La termodinamica del trasporto di elettroni, 517; B. La sequenza del trasporto di elettroni, 518; C. Il complesso I (NADH–coenzima Q ossidoriduttasi), 520; D. Il complesso II (succinato–coenzima Q ossidoriduttasi), 524; E. Il complesso III (coenzima Q–citocromo c ossidoriduttasi), 526; F. Il complesso IV (citocromo c ossidasi), 530 532 3. La fosforilazione ossidativa A. La teoria chemiosmotica, 533; B. L’ATP sintasi, 536; C. Il rapporto P/O, 541; D. Il disaccoppiamento della fosforilazione ossidativa, 542 543 4. Il controllo del metabolismo ossidativo A. Il controllo della fosforilazione ossidativa, 543; B. Il controllo coordinato del metabolismo ossidativo, 546; C. Le conseguenze fisiologiche del metabolismo aerobico, 546 Riassunto, 550 ◆ Bibliografia, 551 ◆ Termini chiave, 551 ◆ Esercizi di approfondimento, 551 ◆ Problemi, 552 Capitolo 18 553 LA FOTOSINTESI 554 1. I cloroplasti A. L’anatomia del cloroplasto, 554; B. I pigmenti che assorbono la luce, 554 557 2. Le reazioni della fase alla luce A. L’interazione tra luce e materia, 557; B. Il trasporto di elettroni nei batteri fotosintetici, 559; C. Il trasporto di elettroni a due centri, 562; D. La fotofosforilazione, 571 Indice © 978-88-08-06879-X 573 3. Le reazioni della fase al buio A. Il ciclo di Calvin, 573; B. La sintesi dei carboidrati, 576; C. Il controllo del ciclo di Calvin, 578; D. La fotorespirazione, 579 Riassunto, 583 ◆ Bibliografia, 584 ◆ Termini chiave, 584 ◆ Esercizi di approfondimento, 584 ◆ Problemi, 585 Capitolo 19 586 IL METABOLISMO DEI LIPIDI 587 1. Digestione, assorbimento e trasporto dei lipidi A. Digestione e assorbimento, 587; B. Il trasporto dei lipidi, 589 594 2. L’ossidazione degli acidi grassi A. L’attivazione degli acidi grassi, 595; B. Il trasporto attraverso la membrana mitocondriale, 595; C. La ossidazione, 596; D. L’ossidazione degli acidi grassi insaturi, 599; E. L’ossidazione degli acidi grassi a catena dispari, 601; F. La -ossidazione nei perossisomi, 607 607 3. I corpi chetonici 610 4. La biosintesi degli acidi grassi A. Il trasporto dell’acetil-CoA mitocondriale nel citosol, 610; B. L’acetil-CoA carbossilasi, 611; C. L’acido grasso sintasi, 612; D. Le elongasi e le desaturasi, 615; E. La sintesi dei triacilgliceroli, 616 619 5. La regolazione del metabolismo degli acidi grassi 621 6. La sintesi di altri lipidi A. I glicerofosfolipidi, 622; B. Gli sfingolipidi, 625; C. Le prostaglandine, 627 630 7. Il metabolismo del colesterolo A. La biosintesi del colesterolo, 630; B. La regolazione della sintesi del colesterolo, 633; C. Il trasporto del colesterolo e l’aterosclerosi, 635 Riassunto, 638 ◆ Bibliografia, 638 ◆ Termini chiave, 639 ◆ Esercizi di approfondimento, 639 ◆ Problemi, 639 Capitolo 20 640 IL METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI 641 1. La degradazione delle proteine A. La degradazione lisosomiale, 641; B. L’ubiquitina, 641; C. Il proteasoma, 643 645 2. La deamminazione degli amminoacidi A. La transamminazione, 646; B. La deamminazione ossidativa, 649 650 3. Il ciclo dell’urea A. Le reazioni del ciclo dell’urea, 650; B. La regolazione del ciclo dell’urea, 653 654 4. La degradazione degli amminoacidi A. Alanina, cisteina, glicina, serina e treonina sono de- VII gradate a piruvato, 655; B. L’asparagina e l’aspartato sono degradati a ossalacetato, 657; C. Arginina, glutammato, glutammina, istidina e prolina sono degradate ad -chetoglutarato, 658; D. Isoleucina, metionina e valina sono degradate a succinil-CoA, 658; E. Leucina e lisina sono degradate solo ad acetil-CoA e/o acetacetato, 664; F. Il triptofano è degradato ad alanina e acetacetato, 665; G. Fenilalanina e tirosina sono degradate a fumarato e acetacetato, 666 668 5. La biosintesi degli amminoacidi A. La biosintesi degli amminoacidi non essenziali, 670; B. La biosintesi degli amminoacidi essenziali, 674 680 6. Gli altri prodotti del metabolismo degli amminoacidi A. Biosintesi e degradazione dell’eme, 680; B. La biosintesi delle ammine fisiologicamente attive, 683; C. L’ossido nitrico, 686 687 7. La fissazione dell’azoto Riassunto, 694 ◆ Bibliografia, 694 ◆ Termini chiave, 695 ◆ Esercizi di approfondimento, 695 ◆ Problemi, 695 Capitolo 21 696 IL METABOLISMO ENERGETICO DEI MAMMIFERI: INTEGRAZIONE E REGOLAZIONE 697 1. La specializzazione degli organi A. Il cervello, 699; B. Il muscolo, 699; C. Il tessuto adiposo, 701; D. Il fegato, 701; E. Il rene, 703; F. Le vie metaboliche di collegamento tra gli organi, 703 705 2. Il controllo ormonale del metabolismo energetico 708 3. La trasduzione del segnale A. I recettori associati alle proteine G, 709; B. Le proteine G eterotrimeriche, 710; C. L’adenilato ciclasi, 712; D. I recettori con attività tirosina chinasica, 713; E. Le proteina fosfatasi, 720; F. La via del fosfoinositide, 722 724 4. I disturbi del metabolismo energetico A. Il digiuno, 724; B. Il diabete mellito, 729; C. L’obesità, 732 Riassunto, 734 ◆ Bibliografia, 734 ◆ Termini chiave, 735 ◆ Esercizi di approfondimento, 735 ◆ Problemi, 735 Capitolo 22 736 IL METABOLISMO DEI NUCLEOTIDI 737 1. La sintesi dei ribonucleotidi purinici A. La sintesi di inosina monofosfato, 737; B. La sintesi di ribonucleotidi adeninici e guaninici, 740; C. La regolazione della biosintesi dei nucleotidi purinici, 742; D. Il recupero delle purine, 742 743 2. La sintesi dei ribonucleotidi pirimidinici A. La sintesi di UMP, 743; B. La sintesi di UTP e CTP, 745; C. La regolazione della biosintesi dei nucleotidi pirimidinici, 746 VIII Indice 747 3. La formazione dei deossiribonucleotidi A. La produzione di residui di deossiribosio, 747; B. L’origine della timina, 751 754 4. La degradazione dei nucleotidi A. Il catabolismo delle purine, 755; B. Il destino dell’acido urico, 758; C. Il catabolismo delle pirimidine, 759 Riassunto, 761 ◆ Bibliografia, 761 ◆ Termini chiave, 761 ◆ Esercizi di approfondimento, 761 ◆ Problemi, 761 Capitolo 23 763 LA STRUTTURA DEGLI ACIDI NUCLEICI 764 1. L’elica del DNA A. La geometria del DNA, 764; B. La flessibilità del DNA, 767; C. Il DNA superavvolto, 771 778 2. Le forze che stabilizzano le strutture degli acidi nucleici A. Denaturazione e rinaturazione, 778; B. L’appaiamento delle basi, 781; C. Impilamento delle basi e interazioni idrofobe, 782; D. Le interazioni ioniche, 782; E. La struttura dell’RNA, 783 786 3. Il frazionamento degli acidi nucleici A. La cromatografia, 787; B. L’elettroforesi, 787; C. L’ultracentrifugazione, 789 790 4. Le interazioni DNA–proteine A. Le endonucleasi di restrizione, 791; B. I motivi procariotici di controllo della trascrizione, 792; C. I fattori di trascrizione eucariotici, 794 798 5. La struttura dei cromosomi eucariotici A. Gli istoni, 799; B. I nucleosomi, 800; C. I livelli superiori di organizzazione della cromatina, 802 Riassunto, 807 ◆ Bibliografia, 807 ◆ Termini chiave, 807 ◆ Esercizi di approfondimento, 808 ◆ Problemi, 808 Capitolo 24 810 REPLICAZIONE, RIPARAZIONE E RICOMBINAZIONE DEL DNA 811 1. Uno sguardo alla replicazione del DNA 812 2. La replicazione del DNA nei procarioti A. Le DNA polimerasi, 813; B. L’inizio della replicazione, 818; C. La sintesi del filamento guida e ritardato, 821; D. La terminazione della replicazione, 823; E. La fedeltà della replicazione, 825 826 3. La replicazione del DNA negli eucarioti A. Le DNA polimerasi eucariotiche, 826; B. Inizio e allungamento della replicazione del DNA negli eucarioti, 827; C. Telomeri e telomerasi, 830 831 4. I danni al DNA A. La mutagenesi, 833; B. I carcinogeni, 835 837 5. La riparazione del DNA © 978-88-08-06879-X A. La rimozione diretta del danno, 837; B. La riparazione per escissione delle basi, 838; C. La riparazione per escissione dei nucleotidi, 840; D. La riparazione degli appaiamenti errati, 841; E. La riparazione incline all’errore, 842 843 6. La ricombinazione A. Il meccanismo della ricombinazione omologa, 844; B. La riparazione mediante ricombinazione, 849; C. La trasposizione, 851 Riassunto, 856 ◆ Bibliografia, 856 ◆ Termini chiave, 857 ◆ Esercizi di approfondimento, 857 ◆ Problemi, 857 Capitolo 25 859 LA TRASCRIZIONE E LA MATURAZIONE DELL’RNA 860 1. L’RNA polimerasi A. La struttura dell’enzima, 860; B. Il legame allo stampo, 861; C. L’allungamento della catena, 863; D. La terminazione della catena, 866 867 2. La trascrizione negli eucarioti A. L’RNA polimerasi degli eucarioti, 867; B. I promotori degli eucarioti, 872; C. I fattori di trascrizione, 874 878 3. Le modificazioni post-trascrizionali A. La maturazione dell’RNA messaggero, 879; B. La maturazione dell’RNA ribosomiale, 889; C. La maturazione dell’RNA transfer, 893 Riassunto, 895 ◆ Bibliografia, 896 ◆ Termini chiave, 896 ◆ Esercizi di approfondimento, 896 ◆ Problemi, 897 Capitolo 26 898 LA TRADUZIONE 899 1. Il codice genetico A. I codoni sono triplette lette in sequenza, 899; B. La decifrazione del codice genetico, 900; C. La natura del codice genetico, 901 904 2. L’RNA transfer e la sua amminoacilazione A. La struttura dei tRNA, 904; B. L’amminoacil–tRNA sintetasi, 906; C. Le interazioni codone–anticodone, 612 913 3. I ribosomi A. Il ribosoma dei procarioti, 915; B. Il ribosoma degli eucarioti, 920 921 4. La traduzione A. L’inizio della catena, 922; B. L’allungamento della catena, 928; C. La terminazione della catena, 936 940 5. Le modificazioni post-traduzionali A. Il ripiegamento delle proteine, 940; B. Le modificazioni covalenti, 941 Riassunto, 943 ◆ Bibliografia, 943 ◆ Termini chiave, 944 ◆ Esercizi di approfondimento, 944 ◆ Problemi, 944 Indice © 978-88-08-06879-X Capitolo 27 946 LA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA 947 1. L’organizzazione del genoma A. Il numero dei geni, 947; B. I aggruppamenti di geni, 950; C. Le sequenze ripetute di DNA, 952 955 2. La regolazione dell’espressione genica nei procarioti A. Il repressore lac, 955; B. La repressione da catabolita: un esempio di attivazione genica, 959; C. L’attenuazione, 960; D. I ribointerruttori, 962 963 3. La regolazione dell’espressione genica negli eucarioti A. La struttura e l’espressione genica della cromatina, 964; B. Il controllo della trascrizione negli eucarioti, 977; C. I meccanismi di controllo post-trascrizionali, 982; D. Il ciclo cellulare, il cancro e l’apoptosi, 987; E. Le basi molecolari dello sviluppo, 994 Riassunto, 1001 ◆ Bibliografia, 1002 ◆ Termini chiave, 1002 ◆ Esercizi di approfondimento, 1003 ◆ Problemi, 1003 IX A. La struttura dell’actina, 1006; B. La dinamica dei microfilamenti, 1007 1012 2. La contrazione muscolare A. La struttura del muscolo striato, 1012; B. Il ciclo di reazione actina–miosina, 1018; C. La miosina V, una proteina non convenzionale, 1020 1022 3. La tubulina e i microtubuli A. Il dimero di tubulina, 1022; B. La dinamica dei microtubuli, 1023 1025 4. I motori dei microtubuli A. Le chinesine, 1026; B. Le dineine, 1030 1034 5. Gli anticorpi A. Una panoramica sul sistema immunitario, 1034; B. La struttura degli anticorpi, 1035; C. Il legame antigene–anticorpo, 1037; D. L’origine della diversità degli anticorpi, 1039 Riassunto, 1043 ◆ Bibliografia, 1043 ◆ Termini chiave, 1044 ◆ Esercizi di approfondimento, 1044 ◆ Problemi, 1044 Capitolo 28 1004 LE FUNZIONI DELLE PROTEINE, PARTE II: IL CITOSCHELETRO, LE PROTEINE MOTORIE E GLI ANTICORPI 1046 ESERCIZI DI BIOINFORMATICA 1005 1. Actina e microfilamenti 1119 INDICE ANALITICO 1063 SOLUZIONE DEI PROBLEMI 1091 GLOSSARIO X Indice ■ © 978-88-08-06879-X SCHEDE PROSPETTIVE DELLA BIOCHIMICA 1.1 Le convenzioni usate in biochimica, 11 2.1 La relazione tra velocità di diffusione e dimensioni degli esseri viventi, 29 3.1 I polimorfismi di restrizione (RFLP), 52 3.3 Gli aspetti etici legati alla tecnologia del DNA ricombinante, 68 4.2 Il sistema RS, 83 4.3 La proteina con fluorescenza verde, 85 5.1 Le librerie peptidiche combinatorie, 91 6.3 Le proteine termostabili, 152 6.4 Previsione della struttura delle proteine e progettazione di proteine, 156 7.1 Altre proteine di trasporto dell’ossigeno, 178 8.2 I dolcificanti artificiali, 207 10.1 Le giunzioni comunicanti, 286 10.2 Le differenze tra trasporto mediato e non mediato, 288 11.1 Gli effetti del pH sull’attività enzimatica, 307 11.2 Osservare gli enzimi in azione mediante la cristallografia ai raggi X, 315 12.1 La marcatura isotopica, 340 12.3 Cinetica e teoria dello stato di transizione, 346 13.1 Gli stati ossidativi del carbonio, 377 13.2 La mappatura delle vie metaboliche, 378 13.4 ATP e G, 386 14.2 La sintesi di 2,3-bisfosfoglicerato negli eritrociti e il suo effetto sulla capacità di trasportare l’ossigeno nel sangue, 420 14.3 La produzione glicolitica di ATP nel muscolo, 428 15.3 L’ottimizzazione della struttura del glicogeno, 462 15.4 La sintesi del lattosio, 480 16.3 L’evoluzione del ciclo dell’acido citrico, 508 17.1 I citocromi sono proteine con gruppi eme che trasportano elettroni, 524 17.3 Il trasporto di elettroni nei batteri e la fosforilazione ossidativa, 535 17.4 Il disaccoppiamento nel tessuto adiposo bruno produce calore, 544 18.1 La segregazione del PSI e del PSII, 571 19.3 Il triclosan: un inibitore della sintesi degli acidi grassi, 616 20.4 I batteri anammox, 692 23.3 Il mondo a RNA, 786 23.4 L’impaccamento degli acidi nucleici dei virus, 804 24.2 La trascrittasi inversa, 828 24.4 La metilazione del DNA, 836 24.5 Perché il DNA non contiene uracile?, 839 25.1 Le collisioni tra DNA polimerasi e RNA polimerasi, 865 26.1 L’evoluzione del codice genetico, 903 26.2 L’estensione del codice genetico, 914 27.2 Come dedurre discendenze genealogiche a partire da sequenze di DNA, 956 27.3 L’inattivazione del cromosoma X, 965 27.4 Il decadimento mediato dal nonsenso, 983 28.4 Gli anticorpi monoclonali, 1038 LA BIOCHIMICA NELLA SALUTE E NELLA MALATTIA 2.2 6.2 7.3 8.1 8.3 9.1 10.3 11.3 11.4 12.4 14.4 15.2 16.2 17.5 19.1 19.4 20.1 20.2 20.3 21.1 21.2 21.3 22.1 23.2 24.3 25.2 26.3 27.1 28.2 28.3 28.5 Il sistema tamponante del sangue, 35 Le malattie associate al collageno, 134 L’adattamento alle altitudini elevate, 190 L’intolleranza al lattosio, 206 Gli antibiotici specifici per i peptidoglicani, 215 Il tensioattivo polmonare (surfattante), 228 L’azione dei glicosidi cardiaci, 290 I veleni per il sistema nervoso, 323 La cascata di coagulazione del sangue, 332 Gli inibitori enzimatici dell’HIV, 356 La carenza di glucosio-6-fosfato deidrogenasi, 444 Le malattie da accumulo di glicogeno, 456 L’avvelenamento da arsenico, 494 La carenza di ossigeno nell’attacco cardiaco e nell’ictus, 548 La carenza di vitamina B12, 602 La degradazione degli sfingolipidi e le malattie da accumulo di lipidi, 628 L’omocisteina, un marcatore di malattie, 663 La fenilchetonuria e l’alcaptonuria derivano da difetti nella degradazione della fenilalanina, 668 Le porfirie, 682 I farmaci e le tossine che influenzano le segnalazioni cellulari, 715 Gli oncogeni e il cancro, 719 L’antrace, 726 L’inibizione della sintesi di timidilato nella terapia del cancro, 756 Gli inibitori delle topoisomerasi come antibiotici e agenti chemioterapici antitumorali, 779 La telomerasi, l’invecchiamento e il cancro, 832 Gli inibitori della trascrizione, 868 Gli effetti degli antibiotici sulla sintesi proteica, 938 Le malattie causate da trinucleotidi ripetuti, 952 Le mutazioni della miosina e la sordità, 1021 Le sostanze che legano i microtubuli, 1026 Le malattie autoimmuni, 1041 LE SCOPERTE BIOCHIMICHE 3.2 Francis Collins e il gene della fibrosi cistica, 56 4.1 William C. Rose e la scoperta della treonina, 72 5.2 Frederick Sanger e il sequenziamento delle proteine, 104 6.1 Linus Pauling e la biochimica strutturale, 128 7.2 Max Perutz e la struttura e funzione dell’emoglobina, 179 9.2 Richard Henderson e la struttura della batteriorodopsina, 242 12.2 J. B. S. Haldane e l’azione degli enzimi, 343 Indice © 978-88-08-06879-X 13.3 14.1 15.1 16.1 17.2 19.2 21.4 23.1 24.1 25.3 28.1 Fritz Lipmann e i composti «ad alta energia», 384 Otto Warburg e gli studi sul metabolismo, 406 Carl e Gerty Cori e il metabolismo del glucosio, 451 Hans Krebs e il ciclo dell’acido citrico, 488 Peter Mitchell e la teoria chemiosmotica, 534 Dorothy Crowfoot Hodgkin e la struttura della vitamina B12, 604 Frederick Banting e Charles Best e la scoperta dell’insulina, 730 Rosalind Franklin e la struttura del DNA, 768 Arthur Kornberg e la DNA polimerasi I, 814 Richard Roberts, Phillip Sharp e la scoperta degli introni, 882 Hugh Huxley e il modello a scorrimento dei filamenti, 1014 ESEMPI DI CALCOLO Esempio di calcolo 1.1, 14 Esempio di calcolo 2.1, 30 Esempio di calcolo 2.2, 32 Esempio di calcolo 2.3, 33 Esempio di calcolo 5.1, 111 Esempio di calcolo 10.1, 271 Esempio di calcolo 12.1, 338 Esempio di calcolo 12.2, 339 Esempio di calcolo 12.3, 347 Esempio di calcolo 12.4, 347 Esempio di calcolo 12.5, 354 Esempio di calcolo 13.1, 380 Esempio di calcolo 13.2, 397 XI Prefazione Nello stendere la seconda edizione di Fondamenti di biochimica ci siamo sforzati di mantenere il livello di chiarezza e l’ambito della prima, aggiornandone contestualmente il contenuto in modo da riflettere ciò che vi è di più appassionante nella biochimica moderna. Come docenti, riconosciamo l’importanza di offrire agli studenti un libro di testo organizzato in maniera scrupolosa, scritto in modo comprensibile e ampiamente illustrato. Sebbene non si prefigga di essere enciclopedico, la seconda edizione di Fondamenti di biochimica presenta un’ampia rassegna di argomenti di biochimica, utilizzando un approccio chimico rigoroso alle strutture delle molecole biologiche, alle attività metaboliche delle cellule, nonché ai principi della biologia molecolare. Abbiamo prestato particolare attenzione alle principali tecniche analitiche e, ogni qual volta è stato possibile, alle correlazioni tra le conoscenze biochimiche e lo stato di malattia e di salute dell’uomo. Cosa contiene di nuovo la seconda edizione Il testo della prima edizione ha subito un sostanziale rimaneggiamento al fine di inserire le informazioni a cui si è pervenuti di recente circa la struttura e la funzione molecolare, nonché le tecniche innovative finalizzate a sondare l’organizzazione e regolazione dei sistemi biologici. Molti di questi aggiornamenti rispecchiano i progressi compiuti nel settore della bioinformatica, che continuerà senza dubbio a influenzare il futuro della biochimica. La seconda edizione di Fondamenti di biochimica descrive le principali banche dati per le proteine e gli acidi nucleici, unitamente a corpose discussioni su come queste informazioni vengono ottenute per mezzo della spettrometria di massa, della cristallografia ai raggi X e del sequenziamento del genoma. L’impiego dei dati di struttura e di sequenza è evidenziato nei paragrafi che descrivono il processo di progettazione dei farmaci e le applicazioni della tecnologia dei microarray di DNA. Questo testo pone inoltre in primo piano la crescente messe di informazioni sui meccanismi della trasduzione del segnale e sul ruolo dell’RNA nella regolazione dell’espressione genica, grazie a fenomeni come ad esempio l’interferenza dell’RNA. Oltre alle modifiche pensate per coprire le scoperte recenti virtualmente in tutte le aree della biochimica, la presente edizione di Fondamenti di biochimica introduce alcu- ne peculiarità tese a promuovere nello studente la comprensione di tale settore in rapido progresso. In conseguenza, nella seconda edizione ci sono un maggior numero di problemi alla fine di ciascun capitolo, esercizi di calcolo in più, una gamma di nuovi grafici molecolari che rappresentano le più avanzate innovazioni in biologia strutturale, una selezione di profili biografici volti a mettere in luce il processo della scoperta scientifica, nonché una serie di esercizi che fanno uso delle banche dati e degli strumenti della bioinformatica. Il nostro obiettivo è stato sempre quello di offrire agli studenti una solida comprensione della biochimica, come pure di stimolare l’ammirazione per la chimica della vita. L’organizzazione I 28 capitoli della seconda edizione di Fondamenti di biochimica coprono tutti i settori della biochimica. I due capitoli introduttivi trattano l’origine della vita, l’evoluzione, le proprietà dell’acqua e la chimica degli acidi e delle basi. Nel capitolo 1 è discussa la termodinamica, in quanto essa è necessaria a comprendere l’effetto idrofobo (cap. 2), la struttura delle proteine (cap. 6), il trasporto di membrana (cap. 10) e il metabolismo (capp. 13-22). Una trattazione anticipata dei nucleotidi e degli acidi nucleici (cap. 3) rispecchia la funzione che queste molecole svolgono nel contesto dell’evoluzione delle proteine e nel metabolismo. Una rassegna dei principi della biologia molecolare e dell’ingegneria genetica getta le basi per comprendere alcuni degli approcci sperimentali impiegati per indagare la struttura delle proteine e la funzione degli enzimi. Il capitolo 3 può anche essere studiato in connessione con il capitolo 23, che si occupa delle questioni più sottili inerenti la struttura degli acidi nucleici. I capitoli dal 4 al 6 esplorano la chimica degli amminoacidi, i metodi per analizzare la struttura e la sequenza delle proteine, la loro struttura secondaria, terziaria e quaternaria, nonché il loro ripiegamento e stabilità. Il capitolo 7 è incentrato su vari aspetti della funzione delle proteine, utilizzando come esempi la mioglobina e l’emoglobina. Questi argomenti sono ripresi nel capitolo 28. I capitoli 8 («I carboidrati») e 9 («I lipidi e le membrane biologiche») completano la trattazione delle molecole fondamentali della vita, XIV Prefazione mentre nel capitolo 10 sono posti in risalto i recenti progressi nella comprensione dei fenomeni di trasporto di membrana. Due capitoli si occupano della chimica degli enzimi. La discussione sui meccanismi enzimatici (cap. 11) precede la trattazione della cinetica enzimatica (cap. 12), poiché, prima di descrivere i parametri cinetici degli enzimi e in che modo questi ultimi siano alterati dalla presenza di inibitori o ad opera di meccanismi regolativi, è più semplice illustrare agli studenti le modalità di funzionamento dei catalizzatori biologici. Il metabolismo costituisce l’argomento principale di dieci capitoli, a iniziare con uno di introduzione (cap. 13) che offre un quadro d’insieme delle vie metaboliche, della termodinamica dei composti «ad alta energia» e della chimica redox. Le vie metaboliche fondamentali sono presentate in dettaglio (per esempio, la glicolisi, il metabolismo del glicogeno e il ciclo dell’acido citrico nei capitoli 14, 15 e 16), in modo che gli studenti possano apprezzare come i singoli enzimi catalizzino le reazioni e lavorino all’unisono per portare a termine funzioni biochimiche complesse. I successivi capitoli 17 («Il trasporto di elettroni e la fosforilazione ossidativa») e 18 («La fotosintesi») completano una sequenza che pone l’accento sulle vie di produzione dell’energia. Non tutte le vie sono trattate in maniera approfondita, in particolare quelle connesse con i lipidi (cap. 19) e gli amminoacidi (cap. 20). Sono invece evidenziate le reazioni enzimatiche chiave per la loro interessante chimica o rilevanza sotto il profilo regolativo. Questa parte del libro include altresì un capitolo sull’integrazione del metabolismo (cap. 21), con l’intento di chiarire la specializzazione degli organi e la regolazione metabolica che i mammiferi hanno raggiunto; qui sono trattati i meccanismi inerenti la trasduzione del segnale. Il capitolo 22 tratta il metabolismo dei nucleotidi come preludio allo studio dei processi che coinvolgono gli acidi nucleici. I cinque capitoli seguenti descrivono la biochimica degli acidi nucleici. Il capitolo 23 chiarisce la struttura del DNA e le sue interazioni con le proteine. I capitoli 24, 25 e 26 riguardano i processi della replicazione, della trascrizione e della traduzione, e contengono una mole considerevole di nuove informazioni sulla struttura e i meccanismi delle molecole di RNA e delle proteine responsabili di tali processi. Il capitolo 27 tratta una serie di meccanismi implicati nella regolazione dell’espressione genica, dato che discute il codice istonico e il ruolo dei fattori di trascrizione, nonché la loro rilevanza nei tumori e nello sviluppo. Un nuovo capitolo conclusivo sulla funzione delle molecole proteiche (cap. 28) tratta le proteine del citoscheletro e quelle con funzione motrice, al fine di integrare le precedenti discussioni circa le relazioni tra struttura e funzione, e illustra la struttura e la generazione degli anticorpi per chiarire ulteriormente il nesso tra geni e proteine. Le caratteristiche didattiche Nel libro abbiamo introdotto svariati strumenti per guidare gli studenti e agevolarli nello studio. Il materiale contenuto in ogni capitolo è suddiviso in paragrafi numerati per © 978-88-08-06879-X rendere semplice al lettore l’individuazione di particolari argomenti e riconoscere i legami tematici tra di essi. I nomi dei processi biochimici, dei composti, degli enzimi e delle malattie sono evidenziati in grassetto la prima volta che ricorrono, mentre i termini più importanti sono inclusi in un elenco di termini chiave alla fine di ogni capitolo. Le definizioni di questi e di altri termini sono raccolte in un glossario, posto alla fine del volume per favorirne la consultazione. Infine, in corsivo sono scritte le frasi fondamentali che enfatizzano conclusioni sperimentali o processi biochimici. Le figure descrittive presenti in numerosi capitoli aiutano gli studenti a seguire i processi metabolici complessi e, ove siano illustrati grafici molecolari, la legenda della figura include l’identificativo PDB (PDBid). Quest’ultimo consente a uno studente o a un docente di ottenere il file della struttura molecolare, in modo da poterlo visualizzare e valutare in dettaglio utilizzando un programma appropriato. Materiale facoltativo di approfondimento è inserito all’interno di schede, in modo che il testo principale contenga un numero minore di digressioni. Le schede riguardanti la biochimica nella salute e nella malattia includono alcune delle correlazioni cliniche più vaste, mentre le schede inerenti le prospettive della biochimica forniscono informazioni aggiuntive o stimolano al ragionamento. Infine, le schede riguardanti le scoperte biochimiche fanno luce su alcuni degli aneddoti più rilevanti e dei protagonisti principali nella storia della biochimica. Ogni capitolo si chiude con un riassunto, con una serie di esercizi di approfondimento finalizzati a stimolare gli studenti a riconoscere i temi principali del capitolo e a controllare la loro padronanza delle informazioni apprese, nonché con una serie di problemi che richiedono l’applicazione di ciò che si è imparato piuttosto che la semplice esposizione mnemonica dei fatti. In punti opportuni dei capitoli sono inseriti esempi di calcolo, mentre in un’appendice in fondo al volume sono raccolte le soluzioni dettagliate di tutti i problemi. Infine, in fondo ai capitoli è compresa una breve bibliografia, che riguarda prevalentemente articoli di rassegna, con lo scopo di fornire agli studenti informazioni addizionali. Esercizi di bioinformatica La biochimica moderna non è semplicemente una sequenza di fatti, bensì un modo di raccogliere informazioni; perciò gli studenti dovrebbero venire a contatto con la scienza della bioinformatica. Per questa ragione nella seconda edizione di Fondamenti di biochimica viene fornita una serie di esercizi riguardanti i contenuti e l’uso di banche dati relative agli acidi nucleici, alle sequenze di proteine, alle strutture proteiche, all’inibizione enzimatica e ad altri argomenti. Questi esercizi, ideati da Paul Craig del Rochester Institute of Technology, utilizzano serie di dati reali, pongono quesiti specifici e spronano gli studenti a reperire informazioni dalle banche dati online e ad acquisire dimestichezza con gli strumenti informatici utili per analizzare i dati acquisiti. Gli esercizi di bioinformatica sono posti in appendice al volume; tuttavia noi incoraggiamo caldamente gli studenti ad accedere ai siti web indicati per interagire direttamente con le fonti di dati online. Prefazione © 978-88-08-06879-X XV Ringraziamenti Revisori della prima edizione: Il presente volume è il frutto delle fatiche di molte persone, ad alcune delle quali spetta una menzione particolare. Le coordinate atomiche di molte proteine e acidi nucleici che abbiamo tracciato per impiegarle nel presente volume sono state ottenute dal Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Protein Data Bank. Abbiamo generato queste illustrazioni utilizzando i programmi di grafica molecolare RIBBONS di Mike Carson, GRASP di Anthony Nicholls, Kim Sharp e Barry Honig, e INSIGHT II della BYOSYM Technologies. Numerose illustrazioni, messe gentilmente a disposizione da altre persone, sono state prodotte usando uno dei programmi citati o MIDAS di Thomas Ferrin, Conrad Huang, Laurie Jarvis e Robert Langridge, MOLSCRIPT di Per Kraulis e O di Alwyn Jones. Desideriamo in particolare ringraziare i colleghi che hanno condotto la revisione della presente edizione del volume: Marjorie A. Bates, University of California, Los Angeles; Charles E. Bowen, California Polytechnic University; Caroline Breitenberger, The Ohio State University; Scott Champney, East Tennessee State University; Kahleen Cornely, Providence College; Bonnie Diehl, The Johns Hopskins University; Jacquelyn Fetrow, University of Albany; Jeffrey A. Frick, Illinois Wesleyan University; Michael E. Friedman, Auburn University; Arno L. Greenleaf, Duke University; Michael D. Griswold, Washington State University; James Hageman, New Mexico State University; Lowell P. Hager, University of Illinois, Urbana-Champaign; LaRhee Henderson, Drake University; Diane W. Husic, East Stroudsburg University; Larry L. Jackson, Montana State University; Jason D. Kahn, University of Maryland, College Park; Barrie Kitto, University of Texas; Anita S. Klein, University of New Hampshire; Paul C. Klein, Middle Tennessee State University; W. E. Kurtin, Trinity University; Robley J. Light, Florida State University; Robert D. Lynch, University of Massachusetts-Lowell; Dave Mascotti, John Carroll University; Gary E. Means, The Ohio State University; Laura Mitchell, Saint Joseph’s University; Tim Osborne, University of California, Irvine; Graham Parslow, University of Melbourne; Allen T. Phillips, Pennsylvania State University; Leigh Plesniak, University of San Diego; Stephan Quirk, Georgia Institute of Technology; Raghu Sarma, State University of New York, Stony Brook; Bryan Spangelo, University of Nevada, Las Vegas; Gary Spedding, Butler University; Pam Stacks, San Jose State University; Scott Taylor, University of Toronto; David C. Teller, University of Washington; Steven B. Vik, Southern Methodist University; Jubran M. Wakim, Middle Tennessee State University; Joseph T. Warden, Rensselaer Polytechnic Institute; William Widger, University of Houston; Bruce Wightman, Muhlenberg College; Kenneth O. Willeford, Mississippi State University; Robert P. Wilson, Mississippi State University; Adele Wolfson, Wellesley College; Cathy Yang, Rowan University; Leon Yengoyan, San Jose State University; Ryland F. Young, Texas A&M University. Fazal Ahmad, University of Miami School of Medicine; Ruma Banefjee, University of Nebraska; Donald Beitz, Iowa State University; Glenn Cunningham, University of Central Florida; Joseph Eichberg, University of Houston; Thomas Goyne, Valparaiso University; J. Norman Hansen, University of Maryland; Edward D. Harris, Texas A&M University; Martin Horowitz, New York Medical College; Frans Huijing, University of Miami School of Medicine; Barrie Kitto, University of Wisconsin, River Falls; Robert C. MacDonald, Northwstern; Douglas McAbee, California State University, Long Beach; Stephen Meredith, University of Chicago; Laura Mitchell, St. Joseph’s University; Angelika Niema, Keck Graduate Institute; Robert Renthal, University of Texas, San Antonio; Gale Rhodes, University of Southern Maine; Thomas L. Selby, University of Central Florida; Ann E. Shinnar, Barnard College/Columbia University; Jessup M. Shivley, Clemson University; Daniel Smith, University of Akron; Gerald Stubbs, Vanderbilt University; Michael Sypes, Pennsylvania State University; John Turchi, Wright State University; Linette M. Watkins, Southwest Texas State University; Ryland E. Young, Texas A&M University.