A.A.: 2015/2016
Anno di corso: 1° e 2°
Insegnamento: Biochimica
Semestre: 2° e 1°
Coordinatore: Prof. Nicoletti Vincenzo Giuseppe
CFU: 5+5
Italiano
Testi consigliati
Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.
Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli
Devlin. Biochimica con aspetti clinici. EdiSES
Obiettivi formativi
(descrivere succintamente le finalità dell’insegnamento, come in parte riportato nelle
declaratorie dei SSD)
Il corso di Biochimica si propone di fornire agli studenti di medicina le basi per capire i
contesti fisico, chimico e biologico in cui si inquadrano molecole, reazioni e vie
metaboliche; di dare rilievo alle relazioni tra struttura e funzione delle principali classi di
macromolecole ed alla regolazione metabolica a livello molecolare e cellulare.
Per stimolare l'interesse dello studente i vari argomenti saranno spiegati sottolineando
le interconnessioni logiche e consequenziali, evidenziando gli aspetti clinici,
introducendo i metodi sperimentali.
Alla fine del corso lo studente avrà compreso i rapporti struttura-funzione delle principali
molecole biologiche, i meccanismi biochimici essenziali per una corretta funzionalità
metabolica e le conseguenze delle loro alterazioni.
Metodi didattici
Es.: lezioni frontali, tirocinio, seminari
Lezioni frontali
Modalità di verifica
dell'apprendimento
Es.: quiz, prova orale, elaborazione di cartella clinica, ecc.
Programma
dettagliato
Argomenti già trattati in Chimica e Propedeutica biochimica: sistemi tampone
fisiologici, radicali liberi, struttura dei glicidi e dei lipidi, elementi di enzimologia,
struttura dei nucleotidi e degli acidi nucleici.
Quiz perfezionato con prova orale.
STRUTTURA DELLE PROTEINE
Struttura, proprietà generali e classificazione degli amminoacidi.
Legame peptidico. Definizione di struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria.
Angoli phi, psi, chi, omega. Grafico di Ramachandran. Struttura secondaria: alfa-elica;
beta-strand, foglietti beta paralleli, antiparalleli, misti. Ripiegamenti inversi (reverse
turn). Strutture supersecondarie. Definizione di dominio proteico. I legami che
stabilizzano la struttura terziaria delle proteine. Proteine fibrose e proteine globulari.
Classificazione strutturale delle proteine. Proteine fibrose: cheratine, fibroina della
seta, collageno, elastina. Il collageno: struttura primaria, struttura secondaria (tripla
elica allungata); sintesi e modificazioni post-traduzionali (idrossilazione delle proline e
della lisina; ruolo dell’acido ascorbico; glicosilazioni; trasformazione del pro-collageno
in collageno; ossidazione delle lisine e formazione di legami crociati).
Proteine di membrana.
Folding e denaturazione delle proteine. Misfolding proteico e patologie umane.
Porfirine e gruppo eme. Struttura della mioglobina, dell’emoglobina e delle catene
globiniche. Classificazione delle catene globiniche. Curva di saturazione con ossigeno
dell'emoglobina e della mioglobina. L’emoglobina come proteina allosterica. Struttura
dell’ossiemoglobina e della deossiemoglobina. Effetto Bohr; 2,3 BPG. Emoglobina e
trasporto ematico della CO2. Emoglobina e regolazione dell’equilibrio acido-base.
Emoglobina fetale. Basi molecolari delle emoglobinopatie e talassemie.
Principi fondamentali delle tecniche per il dosaggio e la purificazione delle proteine
(precipitazione,
cromatografia,
elettroforesi,
ultracentrifugazione,
dosaggi
immunologici).
Principi fondamentali delle tecniche per il sequenziamento e per la determinazione
della struttura tridimensionale (cristallografia a raggi X, NMR) delle proteine.
BIOENERGETICA MITOCONDRIALE
Richiami di termodinamica chimica; variazione di energia libera standard; chimica
dell'ATP e composti ad alta energia; Ruolo dell'ATP nella bioenergetica. Relazione tra
variazione di energia libera standard e differenza di potenziale standard di
ossidoriduzione.
Coenzimi piridin-nucleotidici: NAD e NADP; struttura e funzione come trasportatori di
idrogeno; coenzimi mobili; acido nicotinico e nicotinamide (vitamina PP).
Catena mitocondriale di trasporto degli elettroni: membrana mitocondriale interna ed
esterna; potenziali standard di ossidoriduzione dei componenti della catena di
trasporto degli elettroni. Organizzazione della catena di trasporto degli elettroni in
complessi lipoproteici della membrana interna (complesso I - II - III - IV) e componenti
mobili (ubichinone e citocromo C). Coenzimi flavinici (Struttura e funzione come
trasportatori di idrogeno; FMN e FAD, riboflavina o vitamina B2 ); Ferrosolfoproteine;
Struttura e funzione dei citocromi; Struttura e funzioni del: Complesso I (NADHubichinone ossido reduttasi), Complesso II ( succinato-ubichinone ossido reduttasi),
Complesso III (ubichinolo-citocromo C ossido reduttasi); Complesso IV (citocromo
ossidasi). Inibitori del trasporto degli elettroni.
Fosforilazione ossidativa: ATP sintasi mitocondriale (complesso V): struttura e funzione
dei fattori F1 e Fo; rapporto P/O; ipotesi dell'accoppiamento chemiosmotico;
gradiente elettrochimico di H+; controllo respiratorio; disaccoppianti. Termogenina e
tessuto adiposo bruno.
BIOCHIMICA METABOLICA
Vitamine e coenzimi.
Tiamina, riboflavina, piridossina, nicotinamide, acido pantotenico, coenzima A, biotina,
acido folico, retinolo, calciferolo, acido ascorbico, funzioni della vitamina B12
Metabolismo glicidico
Glicidi di importanza biologica: glicogeno, amido, disaccaridi, monosaccaridi.
Glicolisi aerobica ed anaerobica: reazioni chimiche, enzimi e significato funzionale.
Origine dell'acido lattico e lattico deidrogenasi (LDH). Fermentazione alcolica. Bilancio
energetico della glicolisi.
Decarbossilazione ossidativa dell'acido piruvico.
Il ciclo degli acidi tricarbossilici o ciclo di Krebs: reazioni e bilancio energetico.
Localizzazione mitocondriale degli enzimi.
Glicogeno sintesi e glicogenolisi. Regolazione del metabolismo del glicogeno epatico e
muscolare. Gluconeogenesi.
Meccanismo d'azione dell'adrenalina, del glucagone e dell’insulina.
Metabolismo del fruttosio, del lattosio e del galattosio.
Via dei pentosi: ruolo del NADPH nel metabolismo. Favismo. Altre reazioni per la
riduzione del NADP (enzima malico e transidrogenasi).
Metabolismo lipidico
beta-ossidazione degli acidi grassi (ruolo della carnitina, reazioni chimiche, resa
energetica, ossidazione degli acidi grassi con numero dispari di atomi di carbonio e
ruolo della vit B12, ossidazione degli acidi grassi insaturi, beta-ossidazione
perossisomale, alfa-ossidazione). Lipolisi, lipasi adipolitica e sua regolazione.
Biosintesi dei corpi chetonici; utilizzazione dei corpi chetonici; chetoacidosi diabetica.
Biosintesi acidi grassi: trasporto di acetil-CoA dal mitocondrio al citoplasma (ruolo del
citrato e della carnitina), acetil-carbossilasi e biotina, sintasi degli acidi grassi e
proteina trasportatrice di acili, regolazione della sintesi degli acidi grassi, reazioni di
allungamento della catena (sistema microsomiale e mitocondriale); meccanismo della
desaturazione degli acidi grassi; acidi grassi essenziali; derivati dell'acido arachidonico
(eicosanoidi): prostaglandine, prostaciclina, trombossani, leucotrieni.
Biosintesi dei trigliceridi. Vie metaboliche di conversione degli zuccheri in grassi.
Biosintesi e degradazione dei fosfolipidi, sfingolipidi e glicolipidi.
Digestione di lipidi; lipasi pancreatica; sali biliari; micelle ed assorbimento intestinale
dei lipidi; composizione del succo pancreatico; composizione della bile;
colecistochinina-pancreozimina; secretina; steatorrea (da insufficienza pancreatica e
insufficienza biliare). Biosintesi dei trigliceridi a livello intestinale (via dei
monogliceridi); chilomicroni; biosintesi trigliceridi (fegato e tessuto adiposo); metodi di
separazione delle lipoproteine (separazione elettroforetica su gel di agarosio;
separazione per ultracentrifugazione a densità crescenti); classificazione e
composizione chimica delle lipoproteine (chilomicromi, VLDL, LDL, HDL); ruolo delle
lipoproteine nel trasporto dei grassi di origine esogena ed endogena; lipasi
lipoproteica; trasporto ematico di acidi grassi non esterificati (NEFA) sotto forma di
complessi con l'albumina; endocitosi delle LDL mediata da recettori; regolazione della
sintesi del colesterolo e dei recettori delle LDL da parte del colesterolo intracellulare.
Biosintesi del colesterolo e sua regolazione; biosintesi acidi biliari; circolo
entereopatico degli acidi biliari; biosintesi vit. D; biosintesi ormoni steroidei.
Classificazione e patogenesi molecolare delle iperlipidemie.
Metabolismo degli aminoacidi.
Digestione delle proteine: meccanismo della secrezione di HCl nello stomaco; proteasi
gastriche (pepsina); proteasi pancreatiche (tripsina, chimotripsina, elastasi,
carbossipeptidasi); peptidasi intestinali (aminopeptidasi, tripeptidasi, dipeptidasi);
assorbimento intestinale degli aminoacidi
Aminoacidi essenziali e non essenziali. Bilancio azotato, richiesta minima proteica
giornaliera, valore biologico delle proteine
Ciclo del’urea
Biosintesi aminoacidi non essenziali.
Sintesi della serina da 3-fosfoglicerato; serina transidrossimetilasi e tetraidrofolato;
desaminazione non ossidativa di serina e treonina (serina treonina deidratasi)
Glicina: conversione serina-glicina; glicina sintasi. Biosintesi dell'eme (vedi
metabolismo emoglobina); ruolo nella biogenesi della creatina, del glutatione e nella
biosintesi nucleotidi purinici.
Metabolismo della fenilanina e della tirosina: catabolismo fino a fumarato ed
acetoacetato; cenni su biosintesi della melanina; biosintesi catecolamine (dopamina,
noradrenalina ed adrenalina). Degradazione catecolamine. Fenilchetonuria,
alcaptonuria, albinismo.
Metabolismo del triptofano; Cenni sulla biogenesi dell'acido nicotinico. Biosintesi e
degradazione della serotonina.
Metabolismo della metionina e della S-adenosil-metionina. Ciclo del metile con ruolo
dell’acido folico e della Vit. B12.
Decarbossilazione degli aminoacidi: ornitina e biosintesi delle poliamine; biosintesi
catecolamine; serotonina; istamina, GABA.
Metabolismo della cisteina (con sintesi taurina e glutatione).
Metabolismo dell’arginina e sintesi di NO.
Metabolismo degli aminoacidi ramificati (valina, isoleucina, leucina).
Biosintesi, trasporto e degradazione delle proteine.
Integrazione e controllo ormonale del metabolismo glicidico, lipidico e protidico
durante il ciclo digiuno-alimentazione.
Metabolismo dell’emoglobina.
Biosintesi e catabolismo dell’eme. Metabolismo del ferro. Bilirubina diretta e indiretta.
Iperbilirubinemie.
Metabolismo dei nucleotidi
Biosintesi "de novo" dei nucleotidi pirimidinici e sua regolazione. Biosintesi de novo
dei nucleotidi purinici e interconversione. Trasformazione dei ribonucleotidi in
deossiribonucleotidi. Via di recupero delle basi. Catabolismo dei nucleotidi purinici ed
acido urico; le iperuricemie (gotta primaria, secondaria).
BIOCHIMICA CELLULARE E DEI TESSUTI
Meccanismi di riparazione del DNA e correlazioni con i fenomeni
d'invecchiamento cellulare e con le patologie umane (in particolare con il
cancro).
Vie di trasduzione dei segnali.
Recettori a sette tratti transmembrana, proteine G, enzimi effettori (adenilato ciclasi,
fosfolipasi C), secondi messaggeri (cAMP, IP3, DAG, Ca++). Ciclo dei fosfoinositidi. PKA e
PKC. GMP ciclico e NO. Recettori ad attività tirosinchinasica. Cascate chinasiche. Vie di
trasduzione attraverso PI3K/PKB. Via delle MAP chinasi. Via JAK-STAT.
Aspetti biochimici del ciclo cellulare e dell’apoptosi.
Biochimica dei metalli
Ferro e rame: ioni, assorbimento, escrezione, trasporto, ruoli biologici, omeostasi
cellulare, aspetti clinici (emocromatosi, morbo di Wilson).
Biochimica ormonale.
Biosintesi e degradazione, rilascio, effetti metabolici e fisiologici, recettori, vie di
trasduzione del segnale dei seguenti ormoni: Glucagone, insulina, adrenalina e
noradrenalina, ormoni ipofisari ed ipotalamici, ormoni tiroidei, ormoni steroidei
(glucocorticoidi, mineralcorticoidi, ormoni sessuali), paratormone, calcitonina e vit. D.
Sistema renina-angiotensina. Regolazione ormonale dell’equilibrio idro-salino.
Biochimica del sangue.
Plasma e siero. Proteine plasmatiche. Coagulazione del sangue.
Biochimica del fegato.
Ruolo metabolico. Processi di detossificazione. Reazioni di fase 1: il citocromo P450 e
gli enzimi CYP. Reazioni di fase 2. Metabolismo epatico dell’etanolo.
Tessuto muscolare e biochimica dell’esercizio fisico.
Classificazione delle fibre muscolari. Bioenergetica muscolare: meccanismi esoergonici
nella contrazione muscolare: anaerobici (alattacidi e lattacidi) ed aerobici. ATP;
fosfocreatina e creatina cinasi; adenilato cinasi o miocinasi; soglia anaerobica; glicolisi
anaerobica e glicogeno muscolare; beta-ossidazione e carnitina; biochimica
dell'esercizio anaerobico ed aerobico; debito di ossigeno.
Elementi di Neurochimica
Neurotrasmissione: Definizione di neurotrasmettitore; la sinapsi (terminazione
presinaptica, vescicole sinaptiche, mitocondri sinaptici, membrana pre e post
sinaptica, vallo sinaptico). Caratteristiche molecolari dei recettori postsinaptici:
recettori ionotropi e recettori accoppiati a secondi messaggeri (metabotropi).
Biosintesi e aspetti funzionali di noradrenalina, dopamina, serotonina, acetilcolina,
glutammato, GABA.
Inglese
Recommended Texts
Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.
Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli
Devlin. Biochimica con aspetti clinici. EdiSES
Educational Objectives
The course of Biochemistry shall provide the students with the basis to understand
the contests physic, chemist and biologic in which molecules, reactions and
metabolic pathways play their roles. Particular attention will be paid to
structure/function relationships of principal macromolecules, to metabolic regulations,
and to related pathologic alterations.
To foster student interest, the biochemical mechanisms will be explained underlining
logic and consequential interconnections, as well as clinical aspects and
experimental methods. A further intrinsic motivator will be the introduction of the
sense of relevance of biochemistry for the full preparation of a medical doctor.
At the end of the course the student will have learnt the structure/function
relationship of the major biologic molecules, the biochemical mechanisms of
metabolism and consequences of their alteration.
Teaching Methods
Classroom lessons.
Learning Assessment
Procedures
Quiz plus oral examination.
Detailed Program
Topics already covered in Chemistry and Biochemistry Propaedeutics: free radicals,
the structure of carbohydrates and lipids, enzymology, the structure of nucleotides
and nucleic acids.
PROTEIN STRUCTURE.
Structure, classification and general properties of amino acids.
Peptide bond. Definition of the primary structure, secondary, tertiary, quaternary.
Angles phi, psi, chi, omega. Ramachandran plot. Secondary structure: alpha-helix,
beta-strand, beta sheets (parallel, antiparallel, mixed). Reverse turn.
Supersecondary structures. Definition of protein domain. The bonds that stabilize
the tertiary structure of proteins. Fibrous proteins and globular proteins. Structural
classification of proteins. Fibrous proteins: keratin, silk fibroin, collagen, elastin.
Collagen: primary structure, secondary structure (triple helix); synthesis and posttranslational modifications (hydroxylation of proline and lysine, and the role of
ascorbic acid, glycosylation, processing of pro-collagen; oxidation of lysine and
formation of crosslinks).
Membrane proteins.
Folding and denaturation of proteins. Protein misfolding and human diseases.
Porphyrins and heme. Structure of myoglobin, hemoglobin and globin chains.
Classification of globin chains. Saturation curve with oxygen in hemoglobin and
myoglobin. Hemoglobin as allosteric protein. Oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin
structure. Bohr effect, 2.3 BPG. Hemoglobin and CO2. Hemoglobin and acid-base
balance. Fetal hemoglobin. Molecular basis of hemoglobinopathies and
thalassemias.
Fundamental principles of the techniques for protein purification and assay
(precipitation,
chromatography,
electrophoresis,
ultracentrifugation,
immunoassays).
Basic principles of the techniques for sequencing and for the determination of the
three-dimensional structure (X-ray crystallography, NMR) of proteins.
MITOCHONDRIAL BIOENERGETICS
Principles of chemical thermodynamics; ATP and high energy compounds; Role of
ATP in bioenergetics. Relationship between variation of the standard free energy
and standard redox potential.
Pyridin-nucleotide coenzymes: NAD and NADP; structure and function; nicotinic
acid and nicotinamide (vitamin PP).
Mitochondrial electron transport chain: inner and outer mitochondrial membrane;
standard redox potential of the components of the electron transport chain.
Organization of the electron transport chain in the inner membrane lipoprotein
complexes (complex I - II - III - IV) and mobile carriers (ubiquinone and cytochrome
C). Flavin coenzymes (structure and function, FMN and FAD, riboflavin or vitamin
B2); Iron-sulfur proteins; Structure and function of cytochromes. Structure and
functions of Complex I (NADH-ubiquinone oxidoreductase), complex II (succinateubiquinone oxidoreductase), complex III (ubiquinol-cytochrome c oxidoreductase),
complex IV (cytochrome oxidase). Inhibitors of electron transport.
Oxidative phosphorylation: mitochondrial ATP synthase (complex V): structure and
function of the factors F1 and F0, P/O ratio; chemiosmotic coupling hypothesis,
electrochemical proton gradient, respiratory control; uncoupling. Thermogenin and
brown adipose tissue.
METABOLIC BIOCHEMISTRY
Vitamins and coenzymes.
Thiamine, riboflavin, pyridoxine, nicotinamide, pantothenic acid, coenzyme A,
biotin, folic acid, retinol, calciferol, ascorbic acid, vitamin B12 functions
Glucidic metabolism
Biological importance of carbohydrates: glycogen, starch, disaccharides,
monosaccharides.
Aerobic glycolysis and anaerobic: chemical reactions, enzymes and functional
significance. Origin of lactic acid and lactate dehydrogenase (LDH). Alcoholic
fermentation. Energy balance of glycolysis.
Oxidative decarboxylation of pyruvic acid.
The citric acid cycle or Krebs cycle: reactions and energy balance. Mitochondrial
localization of enzymes.
Glycogen synthesis and glycogenolysis. Regulation of the metabolism of the liver
and muscle glycogen.
Gluconeogenesis.
Mechanism of action of adrenaline, glucagon and insulin.
Metabolism of fructose, lactose and galactose.
Pentose pathway: role of NADPH in metabolism. Favism. Other mechanisms for
NADP reduction (malic enzyme and transhydrogenase).
Lipid metabolism
beta-oxidation of fatty acids (role of carnitine, chemical reactions, energy yield,
oxidation of fatty acids with odd number of carbon atoms and vitamin B12,
oxidation of unsaturated fatty acids, peroxisomal beta-oxidation, alpha-oxidation).
Lipolysis, hormone-sensitive lipase and its regulation.
Biosynthesis of ketone bodies; utilization of ketone bodies; diabetic ketoacidosis.
Fatty acid biosynthesis: transport of acetyl-CoA from the mitochondria to the
cytoplasm (the role of citrate and carnitine), acetyl- carboxylase and biotin, fatty
acid synthase, and acyl carrier protein, regulation of the synthesis of fatty acids,
chain elongation reactions (microsomal and mitochondrial); mechanism of the
desaturation; essential fatty acids; arachidonic acid derivatives (eicosanoids):
prostaglandins, prostacyclin, thromboxanes, leukotrienes.
Biosynthesis of triglycerides. Metabolic pathways of conversion of sugar into fat.
Biosynthesis and degradation of phospholipids, sphingolipids, and glycolipids.
Digestion of lipids; pancreatic lipase, biliary salts; micelles and intestinal absorption
of lipid; pancreatic juice, bile composition, cholecystokinin-pancreozymin, secretin,
steatorrhea (pancreatic insufficiency and biliary insufficiency), biosynthesis of
triglycerides in the intestine (monoglycerides pathway); chylomicrons; biosynthesis
of triglycerides (liver and adipose tissue); methods of separation of lipoproteins
(electrophoretic separation on agarose gel; separation by ultracentrifugation at
increasing density); classification and chemical composition of lipoproteins
(chylomicron, VLDL, LDL, HDL ); role of lipoproteins in the transport of exogenous
and endogenous fat; lipoprotein lipase; blood transport of non-esterified fatty acids
(NEFA) in the form of complexes with albumin; receptor-mediated endocytosis of
LDL; regulation of the synthesis of cholesterol and LDL receptors by intracellular
cholesterol. Cholesterol biosynthesis and its regulation; bile acid biosynthesis;
enterohepatic circulation; biosynthesis of biliary acids; biosynthesis of vit. D;
biosynthesis of steroid hormones.
Classification and molecular pathogenesis of hyperlipidemia.
Amino acid metabolism.
Digestion of proteins: mechanism of HCl secretion in the stomach; gastric protease
(pepsin); pancreatic proteases (trypsin, chymotrypsin, elastase, carboxypeptidase);
intestinal peptidases (aminopeptidase, tripeptidase, dipeptidase); intestinal
absorption of amino acids
Essential and non-essential amino acids. Nitrogen balance, daily protein
requirement, biological value of protein.
Catabolism of amino acids: oxidative deamination and transamination of amino
acids, glutamine synthetase, glutaminase and functions of glutamine, "muscleliver"alanine cycle; urea cycle; correlation between the urea cycle and tricarboxylic
acid cycle, glucogenic and ketogenic amino acids.
Biosynthesis of nonessential amino acids.
Synthesis of serine from 3-phosphoglycerate; serine transhydroxymethylase and
tetrahydrofolate; non-oxidative deamination of serine and threonine (serine
threonine dehydratase)
Glycine: serine-glycine conversion, glycine synthase. Heme biosynthesis (see
hemoglobin metabolism); role in the biosynthesis of creatine, glutathione and
purine nucleotides.
Metabolism of phenylalanine and tyrosine: catabolism to fumarate and
acetoacetate, biosynthesis of melanin, biosynthesis catecholamines (dopamine,
noradrenaline and adrenaline). Degradation of catecholamines. Phenylketonuria,
alkaptonuria, albinism.
Tryptophan metabolism; biogenesis of nicotinic acid. Biosynthesis and degradation
of serotonin
Metabolism of methionine and S-adenosyl-methionine. Methyl cycle and role of
folic acid and vitamin B12.
Decarboxylation of amino acids: biosynthesis of polyamines, catecholamines,
serotonin, histamine and GABA.
Metabolism of cysteine (with taurine and glutathione synthesis)
Arginine metabolism and synthesis of NO.
Metabolism of branched chain amino acids (valine, isoleucine, leucine).
Biosynthesis, transport and degradation of proteins.
Integration and hormonal control of glucidic, lipid and protein metabolism during
the fasting-feeding cycle.
Metabolism of hemoglobin.
Iron metabolism. Biosynthesis and catabolism of heme. Hyperbilirubinemia.
Nucleotide metabolism
Biosynthesis "de novo" of pyrimidine nucleotides and its regulation. De novo
biosynthesis of purine nucleotides and interconversion. Conversion of
ribonucleotides into deoxyribonucleotides. Salvage pathways. Purine catabolism
and uric acid; hyperuricemia (primary and secondary gout).
CELL AND TISSUE BIOCHEMISTRY.
Mechanisms of DNA repair and correlations with the phenomena of cellular aging
and with human diseases (in particular with cancer).
Pathways of signal transduction.
Receptors with seven transmembrane domains, G proteins, enzyme effectors
(adenylyl cyclase, phospholipase C), second messengers (cAMP, IP3, DAG, Ca+ +).
Phosphoinositide cycle. PKA and PKC. Cyclic GMP and NO. Receptors with tyrosin
kinase activity. Kinase cascades. Transduction pathways through PI3K/PKB. The MAP
kinase pathway. JAK-STAT pathway.
Biochemical aspects of the cell cycle and apoptosis.
Biochemistry of metals
Iron and copper: cellular homeostasis and human diseases.
Endocrine biochemistry.
Biosynthesis and degradation, release, metabolic and other physiological effects,
receptors, signal transduction pathways of the following hormones: glucagon,
insulin, adrenaline and noradrenaline, hypothalamic and pituitary hormones,
thyroid hormones, steroid hormones (glucocorticoids, mineralocorticoids, sex
hormones), parathyroid hormone, calcitonin and vit D. Hormonal regulation of salt
and water balance.
Blood biochemistry.
Plasma and serum. Plasma proteins. Blood clotting.
Biochemistry of the liver.
Metabolic roles. Detoxification processes. Reactions of phase 1: the cytochrome
P450 CYP enzymes. Reactions of stage 2. Hepatic metabolism of ethanol.
Muscle tissue and biochemistry of physical exercise.
Classification of muscle fibers. Muscle bioenergetics: exoergonic mechanisms in
muscle contraction: anaerobic (alactacid and lactacid) and aerobic metabolism. ATP,
phosphocreatine and creatine kinase, adenylate kinase or miokinase, anaerobic
threshold, anaerobic glycolysis and glycogen, beta-oxidation and carnitine;
anaerobic and aerobic exercise, oxygen debt.
Principles of Neurochemistry
Neurotransmission: neurotransmitter, the synapse (presynaptic terminal, synaptic
vesicles, mitochondria, pre-and post-synaptic membrane, synaptic cleft).
Postsynaptic receptors: ionotropic receptors and receptors coupled to second
messengers (metabotropic receptors).
Biosynthesis and functional aspects of noradrenaline, dopamine, serotonin,
acetylcholine, glutamate, GABA.
