H. Robert Horton Laurence A. Moran K. Gray Scrimgeour Marc D. Perry J. David Rawn Principi di BIOCHIMICA Quarta edizione Edizione italiana a cura del Professor Eugenio Monti Enfocus Software - Customer Support © 2010 Pearson Italia, Milano-Torino Authorized translation from the English language edition, entitled Principles Of Biochemistry, 4TH edition, by Horton, Robert; Moran, Laurence A.; Scrimgeour, Gray; Perry, Marc; Rawn, David, published by Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall, Copyright © 2006. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from Pearson Education, Inc. Italian language edition published by Pearson Italia S.p.A., Copyright © 2010. Le informazioni contenute in questo libro sono state verificate e documentate con la massima cura possibile. 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Curatore per l’edizione italiana: Eugenio Monti Traduzione: Chiara Pozzi, Paolo Colombi, Paola Fusi e Marta Manzoni Copy-editing: Alberto Portalupi Impaginazione: Indigo S.r.l. – Milano Grafica di copertina: Nicolò Cannizzaro Stampa: Arti Grafiche Battaia F. & C. - Zibido S.Giacomo (MI) Tutti i marchi citati nel testo sono di proprietà dei loro detentori. 978-88-7192-6070 Printed in Italy 1a edizione: giugno 2010 Ristampa 00 01 02 03 04 Enfocus Software - Customer Support Anno 08 09 10 11 12 La scienza dovrebbe essere più semplice possible, ma non più semplice. —Albert Einstein Enfocus Software - Customer Support Indice Prefazione Gli autori xxiii xxix 1 Introduzione alla biochimica 1.1 La biochimica è una scienza moderna 1.2 Gli elementi chimici della vita 1.3 2 4 Molte importanti macromolecole sono polimeri A. Proteine 6 7 B. Polisaccaridi C. Acidi nucleici 1.4 1 8 9 D. Lipidi e membrane 11 L’energetica della vita 12 A. Velocità di reazione ed equilibrio B. Termodinamica 13 14 C. Costante di equilibrio e variazione di energia libera standard di Gibbs 1.5 Biochimica ed evoluzione 1.6 La cellula è l’unità base della vita 1.7 Cellule procariotiche: caratteristiche strutturali 1.8 Cellule eucariotiche: caratteristiche strutturali A. Il nucleo 17 18 18 19 21 B. Il reticolo endoplasmico e l’apparato di Golgi C. Mitocondri e cloroplasti D. Vescicole specializzate E. Il citoscheletro 21 22 23 24 1.9 Una fotografia della cellula vivente 1.10 La biochimica è multidisciplinare 24 26 Appendice: la terminologia speciale della biochimica Letture consigliate 28 Enfocus Software - Customer Support 27 16 viii Indice 2 Acqua 2.1 L’acqua è una molecola polare 2.2 Legame idrogeno nell’acqua 2.3 29 30 31 L’acqua è un eccellente solvente 33 A. Sostanze ioniche e polari disciolte in acqua B. Concentrazioni cellulari e diffusione C. Pressione osmotica 35 2.4 Le sostanze non polari sono insolubili in acqua 2.5 Interazioni non covalenti 35 37 A. Interazioni carica-carica B. Legami idrogeno 33 34 37 37 C. Forze di van der Waals 38 D. Interazioni idrofobiche 39 2.6 L’acqua è nucleofilica 40 2.7 Ionizzazione dell’acqua 2.8 La scala di pH 41 43 Box 2.1 La “p” minuscola in pH 44 2.9 Costante di dissociazione acida degli acidi deboli 2.10 Le soluzioni tampone resistono a cambiamenti di pH Riassunto 53 Problemi 53 Letture consigliate 3 45 50 55 Gli amminoacidi e la struttura primaria delle proteine 57 3.1 Struttura generale degli amminoacidi 58 3.2 Struttura dei 20 amminoacidi comuni 60 Box 3.1 Una nomenclatura alternativa 61 A. Gruppi R alifatici 62 Box 3.2 Nomi comuni degli amminoacidi B. Gruppi R aromatici C. Gruppi R contenenti zolfo 63 D. Catene laterali con gruppi alcolici E. Gruppi R basici 62 63 64 64 F. Gruppi R acidi e loro derivati ammidici 65 G. L’idrofobicità delle catene laterali degli amminoacidi 3.3 Altri amminoacidi e derivati amminoacidici 3.4 Ionizzazione degli amminoacidi 3.5 I legami peptidici uniscono gli amminoacidi nelle proteine 3.6 Tecniche di purificazione delle proteine 3.7 Tecniche analitiche 3.8 Composizione amminoacidica delle proteine Enfocus Software - Customer Support 65 66 67 72 75 78 71 Indice 3.9 Determinare la sequenza dei residui amminoacidici 3.10 Strategia di sequenziamento delle proteine 3.11 Il confronto tra le strutture primarie delle proteine rivela relazioni evolutive 83 Riassunto 86 Problemi 86 Letture consigliate 79 81 88 4 Le proteine: struttura tridimensionale e funzione 4.1 Ci sono quattro livelli di struttura delle proteine 4.2 Metodi per la determinazione della struttura proteica 4.3 La conformazione del gruppo peptidico 4.4 L’α-elica 4.5 Filamenti β e foglietti β 4.6 Anse (loops) e curve (turns) 4.7 Struttura terziaria delle proteine 101 103 104 104 105 C. Struttura e funzione di un dominio 4.8 92 95 97 A. Strutture supersecondarie B. Domini Struttura quaternaria 110 110 4.9 Denaturazione e rinaturazione delle proteine 4.10 Ripiegamento e stabilità delle proteine A. L’effetto idrofobico B. Legami idrogeno 113 116 117 118 C. Interazioni di van der Waals e interazioni carica-carica 119 D. Il ripiegamento delle proteine è assistito da chaperoni molecolari 4.11 Il collagene, una proteina fibrosa 4.12 Le strutture di mioglobina ed emoglobina 4.13 Legame dell’ossigeno a mioglobina ed emoglobina 122 A. L’ossigeno si lega reversibilmente l’eme 123 125 125 B. Curve di legame dell’ossigeno di mioglobina ed emoglobina C. L’emoglobina è una proteina allosterica 4.14 89 91 Gli anticorpi legano antigeni specifici Riassunto 133 Problemi 133 Letture consigliate 129 131 136 5 Proprietà degli enzimi 5.1 Le sei classi di enzimi 5.2 Gli esperimenti di cinetica rivelano le proprietà degli enzimi A. Cinetica chimica 137 139 141 B. Cinetica degli enzimi 142 Enfocus Software - Customer Support 141 126 119 ix x Indice 5.3 L’equazione di Michaelis-Menten 144 A. Derivazione dell’equazione di Michaelis-Menten 145 146 B. La costante catalitica kcat 147 C. Il significato della Km 5.4 Le costanti cinetiche indicano l’attività enzimatica e l’efficienza catalitica 5.5 Misurazione di Km e Vmax 5.6 Cinetica di reazioni multisubstrato 150 Box 5.1 Iperboli a confronto con le linee rette 5.7 Inibizione enzimatica reversibile A. Inibizione competitiva 150 151 152 B. Inibizione incompetitiva 154 C. Inibizione non competitiva 155 D. Utilizzo dell’inibizione enzimatica 5.8 Inibizione enzimatica irreversibile 155 156 5.9 Enzimi allosterici 5.10 Regolazione dell’attività enzimatica 157 158 A. La fosfofruttochinasi è un enzima allosterico 159 B. Proprietà generali degli enzimi allosterici 160 C. Le due teorie della regolazione allosterica 162 D. Regolazione tramite modificazione covalente 5.11 165 Problemi 165 Letture consigliate 6 6.1 163 Complessi multienzimatici ed enzimi multifunzionali Riassunto 164 168 Meccanismi d’azione degli enzimi La terminologia della chimica meccanicistica A. Sostituzioni nucleofiliche B. Reazioni di rottura 169 169 170 171 C. Reazioni di ossido-riduzione 171 6.2 I catalizzatori stabilizzano gli stati di transizione 6.3 Modalità chimiche della catalisi enzimatica 172 174 Box 6.1 La mutagenesi sito-specifica permette di modificare gli enzimi A. Residui amminoacidici polari nei siti attivi B. Catalisi acido-base C. Catalisi covalente 177 Reazioni a diffusione controllata A. Trioso fosfato isomerasi B. Superossido dismutasi 6.5 179 Modalità di legame nella catalisi enzimatica 183 184 B. Legame debole del substrato all’enzima 186 187 D. Stabilizzazione dello stato di transizione Enfocus Software - Customer Support 178 179 182 A. L’effetto della vicinanza C. Adattamento indotto 175 176 D. Il pH influisce sulla velocità enzimatica 6.4 148 149 188 174 Indice 6.6 Lisozima 191 Box 6.2 Stato di transizione proposto per una reazione bimolecolare 6.7 Proprietà delle serina proteasi 194 195 A. Gli zimogeni sono precursori enzimatici inattivi B. Specificità di substrato delle serina proteasi 195 196 C. Le serina proteasi usano sia la catalisi chimica sia quella mediata da legame 198 Riassunto 202 Problemi 202 Letture consigliate 205 7 Coenzimi e vitamine 7.1 Molti enzimi richiedono cationi inorganici 7.2 Classificazione dei coenzimi 207 208 209 Box 7.1 Vitamina C: una vitamina, ma non un coenzima 7.3 7.4 ATP e altri cosubstrati nucleotidici NADC e NADPC 211 211 213 Box 7.2 Legame del NAD alle deidrogenasi 7.5 FAD e FMN 215 7.6 Coenzima A 217 7.7 Tiamina pirofosfato 7.8 Piridossal fosfato 7.9 Biotina 7.10 Tetraidrofolato 7.11 Cobalamina 225 7.12 Lipoammide 227 7.13 Vitamine lipidiche 214 218 219 222 223 A. Vitamina A 227 228 B. Vitamina D 228 C. Vitamina E 229 D. Vitamina K 229 7.14 Ubichinone 230 7.15 Coenzimi di natura proteica 7.16 Citocromi 231 Riassunto 233 Problemi 234 231 Letture consigliate 236 8 Carboidrati 237 8.1 La maggior parte dei monosaccaridi è costituita da composti chirali 8.2 Ciclizzazione degli aldosi e dei chetosi 8.3 Conformazione dei monosaccaridi 8.4 Derivati dei monosaccaridi A. Zuccheri fosfati 246 B. Deossi-zuccheri 246 245 Enfocus Software - Customer Support 244 241 238 xi xii Indice C. Amminozuccheri 246 D. Zuccheri alcolici 246 E. Zuccheri acidi 247 F. Acido ascorbico 8.5 248 Disaccaridi e altri glicosidi 248 A. Strutture dei disaccaridi 249 B. Zuccheri riducenti e non riducenti C. Nucleosidi e altri glicosidi 8.6 8.7 Polisaccaridi 250 251 251 A. Amido e glicogeno 252 B. Cellulosa e chitina 254 Glicoconiugati 256 A. Proteoglicani 256 Box 8.1 I fattori di nodulazione sono lipo-oligosaccaridi B. Peptidoglicani 258 C. Glicoproteine 260 Box 8.2 Gruppo sanguigno AB0 Riassunto 264 Problemi 265 Letture consigliate 258 262 266 9 Lipidi e membrane 9.1 Varietà strutturale e funzionale dei lipidi 9.2 Acidi grassi 267 267 268 Box 9.1 Nomi comuni degli acidi grassi Box 9.2 Acidi grassi trans e margarina 270 272 9.3 Triacilgliceroli 9.4 Glicerofosfolipidi 272 9.5 Sfingolipidi 9.6 Steroidi 9.7 Altri lipidi importanti dal punto di vista biologico 9.8 Le membrane biologiche sono composte da doppi strati lipidici e proteine 281 273 276 278 280 Box 9.3 Per lo studio dei lipidi devono essere utilizzate tecniche particolari che non prevedono l’uso di soluzioni acquose 282 A. Doppio strato lipidico 284 B. Modello a mosaico fluido delle membrane biologiche 9.9 Il doppio strato lipidico e le membrane sono strutture dinamiche 286 9.10 Le tre classi delle proteine di membrana 289 Box 9.4 Nuove vescicole lipidiche, o liposomi 9.11 Trasporto di membrana A. Termodinamica del trasporto di membrana B. Pori e canali Enfocus Software - Customer Support 295 290 293 294 284 Indice C. Trasporto passivo D. Trasporto attivo 296 297 E. Endocitosi ed esocitosi 298 Box 9.5 La spezia piccante del peperoncino 9.12 Trasduzione dei segnali extracellulari 299 300 A. Le proteine G sono trasduttori del segnale 301 B. Via di trasduzione del segnale dell’adenilil ciclasi 302 C. La via di trasduzione del segnale dei fosfolipidi contenenti inositolo 304 Box 9.6 Tossine batteriche e proteine G D. Recettori tirosin chinasici Riassunto 308 Problemi 308 Letture consigliate 305 306 310 10 Introduzione al metabolismo 10.1 Il metabolismo è la somma delle attività cellulari 10.2 Vie metaboliche 311 311 314 A. Le vie sono sequenze di reazioni 314 B. Il metabolismo procede attraverso passaggi discreti C. Le vie metaboliche sono regolate 316 D. Evoluzione delle vie metaboliche 319 315 10.3 Le principali vie metaboliche cellulari 10.4 Compartimentazione e metabolismo integrato degli organi 320 10.5 La variazione reale di energia libera di Gibbs, variazione di energia libera in condizioni diverse da quelle standard, determina la spontaneità delle reazioni metaboliche 324 10.6 L’energia libera dell’ATP 10.7 Le funzioni metaboliche dell’ATP 322 326 330 A. Trasferimento di un gruppo fosforico 330 B. Produzione di ATP tramite trasferimento di un gruppo fosforico C. Trasferimento di un gruppo nucleotidico 332 333 10.8 I tioesteri possiedono un’elevata energia libera di idrolisi 10.9 I coenzimi ridotti conservano energia ottenuta dalle ossidazioni biologiche 335 334 A. La variazione di energia libera di Gibbs è correlata al potenziale di riduzione 335 B. Il trasferimento di elettroni dal NADPH fornisce energia libera 338 Box 10.1 Il NADC e il NADH hanno un diverso spettro di assorbimento nell’ultravioletto 339 10.10 Metodi sperimentali per lo studio del metabolismo Riassunto 340 Problemi 341 Letture consigliate 342 Enfocus Software - Customer Support 339 xiii xiv Indice 11 Glicolisi 11.1 Le reazioni enzimatiche della glicolisi 11.2 I dieci passaggi della glicolisi catalizzati da enzimi 343 344 Box 11.1 Una breve storia della via glicolitica 1. Esochinasi 345 348 2. Glucosio 6-fosfato isomerasi 3. Fosfofruttochinasi-1 4. Aldolasi 345 349 349 350 5. Trioso fosfato isomerasi 351 6. Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi 7. Fosfoglicerato chinasi 353 8. Fosfoglicerato mutasi 353 352 Box 11.2 Formazione del 2,3-bisfosfoglicerato nei globuli rossi 9. Enolasi Box 11.3 Avvelenamento da arsenato 10. Piruvato chinasi 11.3 354 355 356 356 Il destino del piruvato 356 A. Metabolismo del piruvato a etanolo B. Riduzione del piruvato a lattato 357 358 11.4 Le variazioni di energia libera nella glicolisi 11.5 Regolazione della glicolisi 359 360 A. Regolazione dei trasportatori degli esosi B. Regolazione dell’esochinasi 361 362 Box 11.4 Il glucosio 6-fosfato ha un ruolo metabolico fondamentale nel fegato 363 C. Regolazione della fosfofruttochinasi-1 D. Regolazione della piruvato chinasi E. L’effetto Pasteur 11.6 364 366 366 Altri zuccheri possono entrare nella glicolisi 367 A. Il fruttosio viene convertito in gliceraldeide 3-fosfato 11.7 368 C. Il mannosio viene convertito in fruttosio 6-fosfato 370 La via di Entner-Doudoroff nei batteri Riassunto 372 Problemi 372 Letture consigliate 12 12.1 370 373 Gluconeogenesi, via dei pentoso fosfati e metabolismo del glicogeno 375 Gluconeogenesi 376 A. Piruvato carbossilasi 378 B. Fosfoenolpiruvato carbossichinasi C. Fruttosio 1,6-bisfosfatasi D. Glucosio 6-fosfatasi Enfocus Software - Customer Support 367 B. Il galattosio viene convertito in glucosio 1-fosfato 380 379 378 Indice 12.2 Precursori della gluconeogenesi A. Lattato B. Amminoacidi C. Glicerolo 381 382 D. Propionato e lattato E. Acetato 12.3 380 381 383 383 Regolazione della gluconeogenesi 383 Box 12.1 Talvolta il glucosio viene convertito in sorbitolo 12.4 La via dei pentoso fosfati A. Fase ossidativa 385 385 387 B. Fase non ossidativa 387 Box 12.2 Carenza di glucosio 6-fosfato deidrogenasi negli uomini 388 C. Interconversioni catalizzate dalla transchetolasi e dalla transaldolasi 12.5 Il metabolismo del glicogeno A. La sintesi del glicogeno 390 B. La degradazione del glicogeno 12.6 389 390 392 Regolazione del metabolismo del glicogeno 394 A. Gli ormoni regolano il metabolismo del glicogeno 394 B. La regolazione reciproca della glicogeno fosforilasi e della glicogeno sintasi 395 C. La regolazione intracellulare del metabolismo del glicogeno coinvolge enzimi interconvertibili 395 Box 12.3 Malattie da accumulo di glicogeno (glicogenosi) 12.7 Mantenimento dei livelli di glucosio nei mammiferi Riassunto 400 Problemi 401 Letture consigliate 402 13 Il ciclo dell’acido citrico 13.1 Conversione del piruvato ad acetil-CoA 13.2 Il ciclo dell’acido citrico ossida l’acetil-CoA 13.3 Gli enzimi del ciclo dell’acido citrico 403 405 2. Aconitasi 410 412 Box 13.1 Da dove provengono gli elettroni? 1. Citrato sintasi 398 398 413 413 415 Box 13.2 Attacco a tre punti di substrati prochirali all’enzima 3. Isocitrato deidrogenasi 4. Il complesso dell’α-chetoglutarato deidrogenasi 5. Succinil-CoA sintetasi 418 418 6. Complesso della succinato deidrogenasi 7. Fumarasi 416 417 420 421 8. Malato deidrogenasi 421 Box 13.3 Conversione di un enzima in un altro 422 13.4 I coenzimi ridotti possono alimentare la produzione di ATP 13.5 Regolazione del ciclo dell’acido citrico Enfocus Software - Customer Support 424 422 xv xvi Indice 13.6 Il ciclo dell’acido citrico non è sempre un “ciclo” 13.7 Via del gliossilato 13.8 Evoluzione del ciclo dell’acido citrico Riassunto 432 Problemi 433 Letture consigliate 14 425 427 430 434 Il trasporto degli elettroni e la sintesi di ATP 14.1 Panoramica sul trasporto degli elettroni associato alla membrana e sulla sintesi di ATP 436 14.2 Il mitocondrio 14.3 La teoria chemiosmotica e la forza protonomotrice 437 A. Contesto storico: la teoria chemiosmotica B. La forza protonomotrice 14.4 Il trasporto degli elettroni 438 439 440 442 A. I complessi I, II, III e IV 442 B. Cofattori nel trasporto degli elettroni 14.5 Complesso I 14.6 Complesso II 14.7 Complesso III 448 14.8 Complesso IV 450 14.9 Complesso V: ATP sintasi Box 14.1 435 444 445 446 452 Perdita di protoni e produzione di calore 456 14.10 Il trasporto attivo di ATP, ADP e Pi attraverso la membrana mitocondriale 14.11 Il rapporto P/O 14.12 I sistemi navetta del NADH negli eucarioti Box 14.2 L’alto costo della vita 14.14 Gli anioni superossido 462 Problemi 463 Letture consigliate 460 462 464 15 La fotosintesi 15.1 I pigmenti antenna 15.2 I fotosistemi batterici 465 466 470 A. Il fotosistema II B. Il fotosistema I 457 460 14.13 Altri accettori finali e donatori di elettroni Riassunto 470 473 C. I fotosistemi accoppiati e il citocromo bf 476 D. Potenziali di riduzione ed energia libera di Gibbs nella fotosintesi E. La fotosintesi si svolge nella membrana interna 15.3 La fotosintesi delle piante 482 483 B. La fotosintesi delle piante 484 C. L’organizzazione dei fotosistemi dei cloroplasti Enfocus Software - Customer Support 481 481 Box 15.1 La batteriorodopsina A. I cloroplasti 456 457 485 479 Indice 15.4 La fissazione della CO2: il ciclo di Calvin A. Il ciclo di Calvin 486 486 B. L’enzima Rubisco: ribulosio 1,5-bisfosfato carbossilasi-ossigenasi C. L’ossigenazione del ribulosio 1,5-bisfosfato 15.5 D. Il ciclo di Calvin: fase di riduzione e rigenerazione 491 Il metabolismo del saccarosio e dell’amido nelle piante 492 Box 15.2 Costruire una Rubisco migliore 15.6 Altre vie di fissazione del carbonio A. La via C4 492 495 495 Box 15.3 I piselli rugosi di Gregor Mendel 495 B. Il metabolismo acido delle Crassulacee (CAM) C. La fissazione della CO2 nei batteri Riassunto 498 Problemi 499 Letture consigliate 496 498 500 16 Il metabolismo lipidico 16.1 La sintesi degli acidi grassi 501 502 A. Sintesi del malonil-ACP e dell’acetil-ACP 502 B. La reazione di inizio della sintesi degli acidi grassi 503 C. Le reazioni di allungamento della sintesi degli acidi grassi D. L’attivazione degli acidi grassi E. Estensione e desaturazione dell’acido grasso 506 La sintesi dei triacilgliceroli e dei glicerofosfolipidi 16.3 La sintesi degli eicosanoidi 16.4 La sintesi di lipidi eteri 16.5 La sintesi degli sfingolipidi 508 510 Box 16.1 La ricerca di un sostituto dell’aspirina 512 512 513 Box 16.2 Le malattie da accumulo lisosomiali 515 Box 16.3 La regolazione del livello di colesterolo La sintesi del colesterolo 516 517 A. Passaggio 1: dall’acetil-CoA all’isopentenil difosfato B. Passaggio 2: dall’isopentenil difosfato allo squalene C. Passaggio 3: dallo squalene al colesterolo D. Altri prodotti del metabolismo isoprenoide 16.7 504 505 16.2 16.6 488 490 L’ossidazione degli acidi grassi 517 518 518 518 520 A. Le reazioni della β-ossidazione 521 B. La sintesi degli acidi grassi e la β-ossidazione C. Il trasporto degli acil-CoA nei mitocondri 523 523 D. Produzione di ATP dall’ossidazione degli acidi grassi Box 16.4 Un enzima trifunzionale per la β-ossidazione 524 524 E. La β-ossidazione degli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio e degli acidi grassi insaturi 526 16.8 I lipidi degli eucarioti vengono sintetizzati a livello di siti diversi Enfocus Software - Customer Support 528 xvii xviii Indice 16.9 Nei mammiferi il metabolismo dei lipidi è regolato dagli ormoni 529 16.10 L’assorbimento e la mobilizzazione dei lipidi di riserva nei mammiferi 531 A. L’assorbimento dei lipidi introdotti con la dieta B. Le lipoproteine 531 533 Box 16.5 La lipoproteina lipasi e la malattia coronarica C. L’albumina serica 535 536 16.11 I corpi chetonici sono molecole carburanti 536 A. I corpi chetonici sono sintetizzati nel fegato 537 B. I corpi chetonici vengono ossidati nei mitocondri 538 Box 16.6 Metabolismo dei carboidrati e dei lipidi alterato nel diabete Riassunto 540 Problemi 540 Letture consigliate 542 17 Il metabolismo degli amminoacidi 17.1 Il ciclo dell’azoto e l’azotofissazione 17.2 L’assimilazione dell’ammoniaca 543 544 547 A. L’ammoniaca viene incorporata nel glutammato e nella glutammina B. Le reazioni di transamminazione 17.3 La sintesi degli amminoacidi 548 549 Box 17.1 La leucemia linfoblastica acuta pediatrica può essere curata con l’asparaginasi 550 A. L’aspartato e l’asparagina 550 B. Lisina, metionina e treonina 550 C. Alanina, valina, leucina e isoleucina 551 D. Glutammato, glutammina, arginina e prolina E. Serina, glicina e cisteina 552 553 F. Fenilalanina, tirosina e triptofano 555 Box 17.2 Cibo geneticamente modificato 556 Box 17.3 Amminoacidi essenziali e non essenziali negli animali G. Istidina 17.4 557 558 Gli amminoacidi come precursori metabolici 559 A. I prodotti che derivano dal glutammato, dalla glutammina e dall’aspartato 559 B. I prodotti che derivano dalla serina e dalla glicina C. La sintesi dell’ossido nitrico dall’arginina 17.5 Il ricambio delle proteine 559 560 561 Box 17.4 L’apoptosi: la morte cellulare programmata 17.6 Il catabolismo degli amminoacidi 561 562 A. Alanina, asparagina, aspartato, glutammato e glutammina B. Arginina, istidina e prolina C. Glicina e serina D. Treonina Enfocus Software - Customer Support 566 539 565 564 564 547 Indice E. Amminoacidi a catena ramificata F. Metionina G. Cisteina 566 568 569 H. Fenilalanina, triptofano e tirosina 569 Box 17.5 La fenilchetonuria, un difetto nella sintesi della tirosina Box 17.6 Malattie del metabolismo degli amminoacidi I. Lisina 17.7 570 571 572 Il ciclo dell’urea converte l’ammoniaca in urea A. La sintesi del carbammil fosfato B. Le reazioni del ciclo dell’urea 572 572 573 C. Reazioni ancillari del ciclo dell’urea 575 Box 17.7 Il fegato è organizzato per rimuovere l’ammoniaca tossica 17.8 Il metabolismo renale della glutammina produce bicarbonato Riassunto 577 Problemi 578 Letture consigliate 579 18 Il metabolismo dei nucleotidi 18.1 Sintesi dei nucleotidi purinici 18.2 Altri nucleotidi purinici vengono sintetizzati a partire dall’IMP 581 582 Box 18.1 I nomi comuni delle basi 18.3 575 577 585 585 Sintesi dei nucleotidici pirimidinici A. La via di sintesi delle pirimidine 587 588 Box 18.2 Come alcuni enzimi trasferiscono ammoniaca alla glutammina B. Regolazione della sintesi delle pirimidine 590 18.4 Il CTP è sintetizzato dall’UMP 18.5 La riduzione dei ribonucleotidi a deossiribonucleotidi 592 18.6 La metilazione del dUMP produce dTMP 593 594 Box 18.3 Radicali liberi nella riduzione dei ribonucleotidi 594 Box 18.4 I farmaci antitumorali inibiscono la sintesi dei dTTP 18.7 La via di recupero delle purine e delle pirimidine 18.8 Il catabolismo delle purine 598 Box 18.5 La sindrome di Lesch-Nyhan e la gotta 18.9 Il ciclo dei nucleotidi purinici nel muscolo 18.10 Il catabolismo delle pirimidine Riassunto 604 Problemi 604 Letture consigliate 597 600 602 603 606 19 Acidi nucleici e sintesi delle proteine 19.1 I nucleotidi sono le unità costitutive degli acidi nucleici 19.2 Il DNA è una doppia elica 607 608 608 A. I nucleotidi sono uniti da legami fosfodiesterici 3′–5′ 609 B. Due filamenti antiparalleli formano una doppia elica 610 Enfocus Software - Customer Support 596 589 xix xx Indice C. Forze deboli stabilizzano la doppia elica D. Conformazioni del DNA a doppia elica 613 614 19.3 Il DNA può essere superavvolto 19.4 Le cellule contengono diversi tipi di RNA 19.5 Il DNA delle cellule eucariotiche è impaccato nella cromatina A. Nucleosomi 615 615 B. Livelli più alti della struttura della cromatina 19.6 616 616 C. Impaccamento del DNA batterico 618 Nucleasi e idrolisi degli acidi nucleici 618 A. Idrolisi alcalina dell’RNA 617 618 B. Idrolisi dell’RNA catalizzata da ribonucleasi C. Endonucleasi di restrizione 618 621 REPLICAZIONE, RIPARAZIONE E RICOMBINAZIONE DEL DNA 19.7 La replicazione del DNA cromosomico è bidirezionale 19.8 DNA polimerasi 622 623 624 A. L’allungamento della catena corrisponde alla reazione di trasferimento di un gruppo ucleotidilico 624 B. La DNA polimerasi III rimane legata alla forcella di replicazione 626 C. L’attività di correzione delle bozze corregge gli errori di polimerizzazione 626 19.9 La DNA polimerasi sintetizza contemporaneamente due filamenti A. La sintesi del filamento lento è discontinua 626 627 B. Ciascun frammento di Okazaki inizia con un innesco (primer) di RNA 627 C. I frammenti di Okazaki sono uniti grazie all’azione della DNA polimerasi I e della DNA ligasi 628 19.10 Modello del replisoma 628 19.11 Inizio e termine della replicazione del DNA 19.12 Replicazione del DNA negli eucarioti 19.13 Riparazione del DNA danneggiato 629 629 631 A. Riparazione dopo fotodimerizzazione: un esempio di riparazione diretta 632 B. Riparazione per excisione 19.14 Ricombinazione omologa 632 632 A. Modello di Holliday per la ricombinazione generale B. La ricombinazione in E. coli TRASCRIZIONE E PROCESSAMENTO DELL’RNA 19.15 I tipi di RNA 635 635 19.16 La RNA polimerasi 636 A. La RNA polimerasi è un enzima oligomerico B. La reazione di allungamento della catena 19.17 L’inizio della trascrizione 636 636 637 A. I geni hanno un orientamento 5′→3′ 637 B. Il complesso trascrizionale si assembla sul promotore Enfocus Software - Customer Support 633 634 638 Indice C. La subunità σ riconosce il promotore 638 D. Cambiamenti di conformazione della RNA polimerasi 19.18 Terminazione della trascrizione 19.19 La trascrizione negli eucarioti 639 640 641 A. Le RNA polimerasi eucariotiche 641 B. I fattori di trascrizione eucariotici 642 C. Il ruolo della cromatina nella trascrizione degli eucarioti 19.20 La trascrizione dei geni è regolata 643 643 19.21 L’operone lac, un esempio di regolazione negativa e positiva A. Il repressore lac blocca la trascrizione 644 645 B. Una proteina regolativa cAMP dipendente attiva la trascrizione 19.22 Le modificazioni post-traduzionali dell’RNA A. Processamento dell’RNA transfer 645 646 646 B. Processamento dell’RNA ribosomiale 646 19.23 Il processamento dell’mRNA eucariotico 648 A. Le molecole di mRNA eucariotico hanno le estremità modificate B. Splicing dell’mRNA eucariotico LA SINTESI PROTEICA 19.24 Il codice genetico 19.25 RNA transfer 648 650 651 651 654 A. La struttura tridimensionale del tRNA B. Appaiamento anticodoni-codoni 19.26 Amminoacil-tRNA sintetasi 654 655 655 A. La reazione dell’amminoacil-tRNA sintetasi 655 B. Specificità delle amminoacil-tRNA sintetasi 656 C. Attività di correzione delle bozze delle amminoacil-tRNA sintetasi 19.27 I ribosomi 657 657 A. I ribosomi sono composti da RNA ribosomiale e proteine 657 B. I ribosomi contengono due siti di legame per amminoacil-tRNA 19.28 L’inizio della traduzione A. Il tRNA iniziatore 658 658 658 B. Il complesso d’inizio si assembla solo in corrispondenza dei codoni d’inizio 659 C. I fattori d’inizio aiutano la formazione del complesso d’inizio D. Inizio della traduzione negli eucarioti 660 660 19.29 L’allungamento della catena è un microciclo a tre passaggi 661 A. I fattori di allungamento guidano un amminoacil-tRNA nel sito A B. La peptidil transferasi catalizza la formazione del legame peptidico 661 C. La traslocazione sposta il ribosoma di un codone 19.30 Termine della traduzione 664 19.31 La sintesi proteica è un processo dispendioso Enfocus Software - Customer Support 664 663 661 xxi xxii Indice 19.32 La regolazione della sintesi proteica 665 A. L’operone trp di E. coli è regolato mediante repressione e attenuazione 665 19.33 Modificazioni post-traduzionali A. L’ipotesi del segnale B. Glicosilazione delle proteine Riassunto 670 Letture consigliate Soluzioni Crediti Glossario 673 719 721 Indice analitico Enfocus Software - Customer Support 741 671 667 667 669 Prefazione Allo studente Benvenuto nella biochimica: lo studio della vita a livello molecolare. Man mano che ti avventurerai in questa disciplina eccitante e dinamica, scoprirai molte cose nuove e fantastiche. Potrai imparare come alcuni enzimi possono catalizzare reazioni chimiche con velocità vicine ai limiti teorici: reazioni che altrimenti avverrebbero soltanto con velocità impercettibili. Imparerai quali sono le forze che mantengono la struttura delle biomolecole e persino come alcune di queste forze, le più deboli, rendono possibile la vita. Imparerai anche come la biochimica abbia migliaia di applicazioni nella vita di tutti i giorni: in medicina, nel disegno di nuovi farmaci, nella nutrizione, nelle scienze forensi, nell’agricoltura e nelle costruzioni. In breve, inizierai un viaggio che ti farà scoprire come la biochimica rende la vita possibile e migliore. Prima di iniziare, vorremmo offrire al lettore alcuni consigli. Non limitarsi a memorizzare il singolo fatto; piuttosto capire i principi In questo libro abbiamo provato a identificare i principi più importanti della biochimica. Ogni anno sono pubblicati circa un milione di testi scientifici. La metà di questi descrive i risultati di ricerche in qualche area della biochimica. Poiché la base delle conoscenze della biochimica è in continua espansione, dobbiamo appropiarci completamente dei fondamenti di questa scienza per capirla. Questo libro è pensato in modo da crescere sulle conoscenze che avete acquisito nei corsi di chimica e biologia e fornirvi un corpo di conoscenze biochimiche che vi permetta di capire nuovi fenomeni quando li incontrerete. Con il progredire degli studi incontrerete molti esempi che accresceranno le conoscenze che descriviamo in questo libro. Questi singoli fatti sono utili per mettere in evidenza i principi di base. Siate preparati a imparare un nuovo vocabolario La comprensione delle nozioni di biochimica richiede che impariate un vocabolario biochimico. Questo vocabolario comprende le strutture chimiche di numerose molecole chiave. Queste molecole sono raggruppate in famiglie sulla base delle loro strutture e funzioni. Imparerete anche come distinguere tra loro i membri di ogni famiglia e come le piccole molecole si combinano formando macromolecole come proteine e acidi nucleici. Come accade con ogni nuova materia di studio, tanto più sarete famigliari con il vocabolario, tanto più facilmente potrete imparare e apprezzare la letteratura scientifica. Enfocus Software - Customer Support xxiv Prefazione Controlla il tuo apprendimento La vera conoscenza della biochimica si accompagna alla capacità di applicare le proprie conoscenze e di risolvere i problemi. Ogni capitolo si conclude con una serie di problemi costruiti con grande attenzione in modo da verificare il vostro grado di comprensione dei principi di base. Molti di questi problemi sono studi si casi che presentano il problema all’interno di un vero rompicapo biochimico. Potete trovare altri problemi sul sito internet del testo originale in lingua inglese (Principle of Biochemistry Companion Website - http://www.prenhall.com/horton). Imparate a visualizzare in 3-D Le sostanze biochimiche sono oggetti tridimensionali. La comprensione di quello che accade in una reazione biochimica a livello molecolare richiede la capacità di “vedere” in fenomeno in tre dimensioni. Presenteremo le strutture delle molecole semplici in diversi modi, così da illustrare la loro conformazione tridimensionale. Le strutture delle proteine e dei complessi di proteine sono anch’esse rappresentate come oggetti tridimensionali. Lungo tutto il libro troverete un gran numero di bellissimi disegni, opera del nostro espertissimo gruppo di artisti. Inoltre, sul sito internet del volume, in lingua originale, troverete molte animazioni e modelli molecolari interattivi che potrete manipolare in tempo reale su un computer. Suggeriamo fortemente di guardare queste animazioni e fare gli esercizi che li accompagnano, così come di partecipare ai tutorial di visualizzazione molecolare. Retroazione (feedback) Infine, fateci conoscere qualunque errore o dimenticanza che incontrerete usando questo testo. Diteci cosa vorreste trovare nella prossima edizione. Molti dei cambiamenti in questa quarta edizione sono frutto dei suggerimenti e delle critiche da parte di studenti come voi. Con il vostro aiuto, continueremo a perfezionare questo lavoro per ottenere un oggetto ancora più utile. I nostri indirizzi email sono alla fine di questa prefazione. Buona fortuna e buon divertimento! Organizzazione del testo Abbiamo cercato di presentare la biochimica in un modo chiaro, coerente e ben integrato, fornendo in ogni passaggio tutte le conoscenze di base necessarie per il passaggio successivo. Questo libro è organizzato in quattro parti, ciascuna costruita su quello che è stato fatto in precedenza. La prima parte costituisce un’introduzione a tutto quello che viene dopo. Abbiamo aggiunto dei paragrafi sulla termodinamica e le cinetiche delle reazioni per soddisfare le richieste di studenti come voi. Si tratta di descrizioni succinte che aiuteranno gli studenti che hanno bisogno di ripassare i principi chimici di base. Il Capitolo 1 comprende anche una breve ripasso della struttura cellulare e delle quattro classi di macromolecole: proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici. In questo capitolo, e nelle altre parti del libro, abbiamo deciso di utilizzare un taglio per la presentazione degli argomenti che parte dalla chimica di base e arriva alla funzione biochimica. Prima mostriamo la chimica delle unità monomeriche e successivamente esploriamo le proprietà e le funzioni dei biopolimeri formati a partire da questi monomeri: amminoacidi a proteina, monosaccaridi a polisaccaridi e glicoconiugati, lipidi a membrane e nucleotidi ad acidi nucleici. Enfocus Software - Customer Support Prefazione La seconda parte comprende tre capitoli sulle proprietà degli enzimi, il loro meccanismo d’azione e i coenzimi (Capitoli 4, 6 e 7). Vorremmo che questi argomenti fossero compresi a fondo, poiché sono necessari per apprezzare in seguito il ruolo degli enzimi e dei coenzimi nelle vie metaboliche. Il Capitolo 8 descrive i carboidrati e i loro derivati. Abbiamo aggiunto nuove informazioni sui gruppi sanguigni AB0 nel paragrafo sulle glicoproteine. I lipidi e le membrane sono gli argomenti trattati nel Capitolo 9 e sempre in questo capitolo introduciamo gli studenti all’affascinante argomento della traduzione del segnale. La descrizione del trasporto di membrana e dei potenziali di membrana è stata approfondita per preparare meglio gli studenti ai capitoli sul trasporto degli elettroni e sui gradienti protonici. La terza parte è caratterizzata da 9 capitoli incentrati sulle vie metaboliche. Nel Capitolo 10 introduciamo le complesse sinfonie molecolari del metabolismo considerando come le vie usano e ottengono energia, sono correlate tra loro e regolate. In questa edizione abbiamo aggiunto nuovo materiale su come le vie metaboliche evolvono: un tema richiamato più volte nei capitoli successivi. Il Capitolo 11 descrive in dettaglio la glicolisi. A questo punto abbiamo stabilito uno schema espositivo che sarà utilizzato nei successivi capitoli sul metabolismo: per prima cosa viene descritta la via in termini sia chimici sia enzimatici, in seguito si dimostrano i fabbisogni bioenergetici e le fonti di energia, concludendo infine con una descrizione dei meccanismi regolativi. Notate come l’introduzione, con un certo anticipo, della trasduzione del segnale (Capitolo 9) permette l’integrazione della regolazione in ogni capitolo dedicato al metabolismo e permette la discussione del flusso attraverso vie metaboliche opposte. Il Capitolo 12 è stato riorganizzato completamente. Adesso l’accento è posto sulla gluconeogenesi e viene spiegato come le vie glicolitica e gluconeogenetica sono correlate. La maggior parte dei docenti di biochimica dedica più tempo alla gluconeogenesi, poiché rappresenta una via fondamentale in molte specie. Nei capitoli seguenti sul metabolismo lipidico (Capitolo 16), sul metabolismo degli amminoacidi (Capitolo 17) e sul metabolismo dei nucleotidi (Capitolo 18), sono descritte le vie biosintetiche prima di quelle degradative. Ancora una volta tutto ciò è coerente con la nostra scelta di focalizzarsi sui principi fondamentali della biochimica, un approccio applicabile alla maggior parte delle specie e che rappresenta un nuovo modo di insegnare la biochimica. Se possibile, abbiamo spiegato dove le vie biochimiche umane differiscono da quelle rilevabili nelle altre specie. Speriamo che apprezzerete il nuovo taglio del Capitolo 13 (Ciclo dell’acido citrico) e del Capitolo 14 (Trasporto degli elettroni e sintesi dell’ATP). Abbiamo posto molta più enfasi sull’evoluzione di queste vie e sulle relazioni esistenti tra le versioni procariotiche ed eucariotiche. Abbiamo anche aggiunto le nuove strutture dei complessi di membrana come parte di una strategia per collegare struttura e funzione in una maniera più ricca di significato di quanto fosse possibile nelle edizioni precedenti. La terza parte comprende anche un capitolo sulla fotosintesi completamente rivisto (Capitolo 15). Questo è stato possibile grazie alla grandissima quantità di nuove informazioni sulla fotosintesi che permettono, tra l’altro, di descrivere come i sistemi batterici semplici si sono evoluti nei sistemi più complessi delle piante. Abbiamo anche posto una maggiore attenzione all’integrazione dei principi della fotosintesi con la parte della teoria chemiosmotica introdotta nel capitolo precedente sul trasporto degli elettroni. Infine, il Capitolo 19 riassume i principi fondamentali del flusso dell’informazione biologica. Enfocus Software - Customer Support xxv xxvi Prefazione Nuove caratteristiche di questa edizione Siamo riconoscenti per tutti i suggerimenti che abbiamo ricevuto nelle prime tre edizioni di questo testo. Oltre ai cambiamenti appena descritti, in questa quarta edizione noterete i seguenti miglioramenti: • descrizione estesa delle reazioni di ossido-riduzione in diversi capitoli, comprese più spiegazioni sulla provenienza degli elettroni; • un maggior numero di problemi al termine di ogni capitolo, con le soluzioni dettagliate a tutti i problemi in un’appendice alla fine del libro; • un maggior numero di note a margine del testo per aumentare la possibilità di connessione dei diversi concetti e l’integrazione del materiale; • l’aggiunta di argomenti speciali, applicazioni cliniche e inserti di approfondimento alla maggior parte dei capitoli; • inserti aggiuntivi sull’origine dei termini e dei nomi in biochimica, al fine di rendere il vocabolario meno ostico e più interessante; • un aumento delle dimensioni del glossario completo dei termini biochimici collocato alla fine del libro; • un aggiornamento di tutte le letture consigliate alla fine di ogni capitolo. Dalla pubblicazione della terza edizione si sono verificati degli avanzamenti significativi in numerose aree. Per questa edizione abbiamo provveduto a fare cambiamenti in ogni paragrafo del testo che riflettano questi avanzamenti. Per esempio, abbiamo aggiunto molte strutture di nuove proteine, ognuna con il riferimento del Protein Data Bank (PDB) ed è stata ampliata la parte relativa al meccanismo della conservazione dell’energia sotto forma di ATP. Ringraziamenti Gli autori sono grati ai numerosi revisori competenti ed esperti che hanno contribuito a dare forma a questo libro. Revisori che hanno contribuito alla quarta edizione: David Watt, University of Kentucky Neil Haave, University of Alberta Consuelo Alvarez, Longwood University Marilee Benore Parsons, University of Michigan Albert M Bobst, University of Cincinnati Gary J. Blomquist, University of Nevada, Reno Kelly Drew, University of Alaska, Fairbanks Andrew Feig, Indiana University Giovanni Gadda, Georgia State University Donna L. Gosnell, Valdosta State University Charles Hardin, North Carolina State University Jane E. Hobson, Kwantlen University College Ramji L. Khandelwal, University of Saskatchewan Scott Lefler, Arizona State Kathleen Nolta, University of Michigan Jeffrey Schineller, Humboldt State University Richard Shingles, Johns Hopkins University Michael A. Sypes, Pennsylvania State University Enfocus Software - Customer Support Prefazione Martin T. Tuck, Ohio University Julio F. Turrens, University of South Alabama David Watt, University of Kentucky James Zimmerman, Clemson University Revisori che hanno collaborato alle edizioni precedenti: Lawrence Aaronson, Utica College of Syracuse; Stephen L. Bearne, University of North Carolina at Chapel Hill; Robert Bergen, University of Central Arkansas; Gary J. Blomquist, University of Nevada–Reno; Robert I. Bolla, Saint Louis University; Lori Bolyard, University of Evansville; John Brosnan, Memorial University of Newfoundland; Ronald Callahan, New York University; Martin F. Chaplin, South Bank University; William Coleman, University of Hartford; Harold Cook, Dalhousie University; Gary W. Daughdrill, University of Idaho; Ruthellen M. Dawley, University of Evansville; John Durham, West Virginia School of Medicine; Yves Engelborghs, University of Leuven; Edward Funkhouser, Texas A&M University; Milton Gordon, University of Washington; Kenneth, E. Guyer, Marshall University; Robert Harris, Indiana University–School of Medicine; Jan Hoek, Thomas Jefferson University; J. Kenneth Hoober, Arizona State University; Cristi Hunnes, Rocky Mountain College; Mahendra K. Jain, University of Delaware; Thomas D. Kim, Youngstown State University; David Koetje, SUNY–Fredonia; James A. Knopp, North Carolina State University; Susan Lees-Miller, Roger A. Lewis, University of Nevada at Reno; University of Calgary; Robert N. Lindquist, San Francisco State University; Richard Lomneth, University of Nebraska at Omaha; Ray Lutgring, University of Evansville; George Marzluf, Ohio State University; Barbara Olson, University of Calgary; Thomas Prasthofer, Albany College of Pharmacy; Thomas Reilly, California State University–Dominguez Hills; Carl Rhodes, University of Illinois–Urbana-Champagne; Gale Rhodes, University of Southern Maine; Duane L. Rohlfing, University of South Carolina; Douglas Russell, Dalhousie University; Aziz Sancar, University of North Carolina-School of Medicine; Larry Scheve, California State University—Hayward; Allen Scism, Central Missouri State University; Steven Seifried, University of Hawaii at Manoa; Thomas Sherman, University of Pittsburgh; Timothy A. Sherwood, Arkansas Tech University; Dean Sherry, University of Texas at Dallas; David Skalnik, Indiana University School of Medicine; Anthony F. Sky, Lawrence Technological University; Gary D. Small, University of South Dakota; Ronald L. Somerville, Purdue University; Ralph Stephani, St. John’s University; Laurence Tate, University of South Alabama; William Thompson, University of Toronto; Richard W. Topham, University of Richmond; Arrel Towes, University of South Carolina; Julio F. Turrens, University of South Alabama; Jack Y. Vanderhoek, Charles Waechter, University of Kentucky; Jubran M. Wakim, Middle Tennessee State University; George Washington University; William Wolodko, University of Alberta; David Yang, Georgetown University Vorremmo anche ringraziare I nostri colleghi che hanno in precedenza fornito materiale per alcuni capitoli e il cui prezioso lavoro si trova ancora in questo libro: Roy Baker, University of Toronto Roger W. Brownsey, University of British Columbia Willy Kalt, Agriculture Canada Robert K. Murray, University of Toronto Frances Sharom, University of Guelph Malcolm Watford, Rutgers, The State University of New Jersey Enfocus Software - Customer Support xxvii xxviii Prefazione Mettere insieme questo libro ha richiesto uno sforzo collaborativo e dunque vorremmo ringraziare diversi membri del gruppo che hanno aiutato a dare vita a questo progetto: Jonathan Parrish, Jay McElroy, Lisa Shoemaker e gli illustratori della Prentice Hall, nonché Jennifer Hart, assistente editoriale, Crissy Dudonis, Patrick Shriner e Andrew Gilfillan; un grazie speciale a Marty Sopher, al nostro responsabile di produzione, la cui abilità organizzativa a reso possible realizzare questo libro. Vorremmo anche ringraziare Gary Carlson, il nostro editor alla Prentice Hall. Infine, vorremmo chiudere con un caldo invito al feedback. Malgrado il nostro massimo impegno (e lo straordinario lavoro di correzione nelle edizioni precedenti), certamente ci saranno degli errori in un lavoro di queste dimensioni. Ci siamo impegnati a rendere questo volume il miglior libro di biochimica disponibile: tutti i commenti sono benvenuti. Laurence A. Moran [email protected] K. Gray Scrimgeour [email protected] Marc D. Perry [email protected] Supplementi All’indirizzo www.prenhall.com/horton, cliccando sulla copertina della 4a edizione americana del volume, sono disponibili, per ciascun capitolo, quiz a risposta multipla di livello crescente di difficoltà, domande per testare il livello di preparazione, animazioni e altro materiale di supporto. Nota dell'Editore Rispetto all'edizione originale, in questa edizione italiana i Capitoli dal 19 al 23 sono stati condensati in un unico capitolo. Tale capitolo è a cura del Professor E. Monti. Enfocus Software - Customer Support xxix Gli autori H. Robert Horton Marc D. Perry Il Dr. Horton ha conseguito il Ph.D nel 1962 presso l’Università del Missouri, ed è Professore Emerito (Neal Reynolds Professor Emeritus and Alumni Distinguished Professor Emeritus) presso il Dipartimento di Biochimica dell’Università Statale della Carolina del Nord, dove ha lavorato per più di 30 anni. La maggior parte del lavoro di ricerca svolto dal Professor Horton ha riguardato le proteine e i meccanismi degli enzimi. Dopo aver conseguito il Ph.D presso l’Università di Toronto nel 1988, il Dr. Perry si è specializzato presso l’Università del Colorado, dove ha studiato la determinazione del sesso nel nematode C. elegans. Nel 1994 è tornato all’Università di Toronto come membro del Dipartimento di Genetica Molecolare e Medica. La sua ricerca si è focalizzata sulla genetica dello sviluppo, la meiosi e la bioinformatica. Nel 2004 si è trasferito presso il Centro di Eccellenza in Ricerche Cardiovascolari Heart & Stroke/Richard Lewar della Facoltà di Medicina dell’Università di Toronto. Laurence A. Moran Dopo aver guadagnato il Ph.D presso l’Università di Princeton nel 1974, il Professor Moran ha trascorso 4 anni all’Università di Ginevra in Svizzera. Dal 1978 è membro del Dipartimento di Biochimica presso l’Università di Toronto, specializzandosi in biologia molecolare ed evoluzione molecolare. Le sue scoperte sui geni heat-shock sono state pubblicate su molte riviste scientifiche di grande impatto. K. Gray Scrimgeour Il Professor Scrimgeour ha conseguito il dottorato nel 1961 presso l’Università di Washington e dal 1967 lavora all’Università di Toronto. È l’autore di “The Chemistry and Control of Enzymatic Reactions” (1977, Academic Press), e il suo lavoro sui sistemi enzimatici è stato oggetto di più di 50 pubblicazioni scientifiche negli ultimi 40 anni. Dal 1984 al 1992 è stato editor della rivista scientifica Biochemistry and Cell Biology. J. David Rawn Il professor Rawn ha ottenuto il suo Ph.D dall’Università Statale dell’Ohio nel 1971 e nei 25 anni successivi ha insegnato e fatto ricerca presso il Dipartimento di Chimica dell’Università Statale di Towson. Non ha scritto capitoli per questo volume, ma il suo libro di testo Biochemistry (1989 e seguenti, Neil Patterson) – tradotto in italiano dalla CEA - è servito come fonte di informazioni e idee per il contenuto e l’organizzazione di Principles of Biochemistry. Nuovi problemi, con le relative soluzioni della quarta edizione sono stati ideati dai Dott. Laurence A. Moran, Università di Toronto e Elizabeth S. Roberts-Kirchhoff, Università di Detroit Mercy. I restanti problemi sono stati ideati dai Dott. Robert N. Lindquist, dell’Università Statale di San Francisco, Mark Perry e Diane M. De Abreu dell’Università di Toronto. Enfocus Software - Customer Support