Corso di LaureaTriennale: Biotecnologie Nome del corso

Corso di LaureaTriennale: Biotecnologie
Nome del corso: Biochimica
Responsabile del
Corso
Prof.ssa Antonella Del Corso
Altri docenti
Numero CFU e
tipologia
9 (8 CFU lezioni frontali + 1 CFU laboratorio)
Obiettivo formativo
generale del corso
Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze per la comprensione delle basi
molecolari dei sistemi biologici e dei meccanismi che regolano le attività
metaboliche cellulari.
Elenco degli
argomenti trattati
AMMINOACIDI. Proprietà generali. Chiralità degli amminoacidi.
Classificazione degli amminoacidi. Formule di struttura e caratteristiche generali
dei singoli amminoacidi naturali. I pK dei gruppi ionizzabili degli amminoacidi.
Il punto isoelettrico. PROTEINE. Struttura primaria delle proteine. Il legame
carbammidico. Il grafico di Ramachandran. Strutture secondarie delle proteine:
l'alfa elica e la struttura beta parallela e antiparallela. Le curvature beta. Strutture
supersecondarie delle proteine. Struttura terziaria e quaternaria delle proteine. Il
collagene. Il folding delle proteine; l’esperimento di Anfinsen; accenni al ruolo
degli chaperone molecolari. MIOGLOBINA ED EMOGLOBINA. Caratteristiche
fondamentali della mioglobina e dell’emoglobina. L'ambiente dell'eme.
Differenze e similitudini tra le diverse catene globiniche. Curve di ossigenazione
della mioglobina e dell’emoglobina. Allosterismo dell'emoglobina ed equazione
di Hill. La transizione allosterica deossi-ossiemoglobina. Effetto del 2,3-bisfosfoglicerato, del pH e dell'anidride carbonica (effetto Bohr). L'emoglobina S.
ENZIMI. Efficienza e specificità. Introduzione alla cinetica enzimatica.
Confronto tra la cinetica delle reazioni non catalizzate e catalizzate. L'ipotesi di
Michaelis e Menten. Il complesso ES. Derivazione della Km. Significati della
Km. La Ks. La kcat. Effetto del pH sull’attività enzimatica. Inibizione
competitiva, non competitiva e mista. Meccanismi di catalisi enzimatica.
Meccanismi di regolazione dell'attività enzimatica. METABOLISMO
INTERMEDIO. Reazioni accoppiate. Basi molecolari dell'elevato valore
dell'energia libera standard di idrolisi dell'ATP. Spostamento dell’equilibrio di
una reazione per intervento dell’ATP. Composti a più elevato tenore energetico
dell'ATP. I coenzimi trasportatori di idrogeno: NAD, NADP, FMN, FAD,
ubichinone, lipoato e loro meccanismo di trasporto degli elettroni. GLICOLISI E
GLUCONEOGENESI. Nozioni di base sulla struttura degli zuccheri: gli aldosi, i
chetosi, i principali aldosi a 4, 5 e 6 atomi di carbonio. Gli anomeri alfa e beta.
Dal glucosio al piruvato: le varie tappe della glicolisi e loro regolazione. La
fermentazione alcolica e la fermentazione lattica. Regolazione della via
glicolitica. Utilizzo dei disaccaridi. Da piruvato a glucosio: le tappe della
gluconeogenesi e loro regolazione. IL CICLO DEGLI ACIDI
TRICARBOSSILICI. La reazione catalizzata dalla piruvato deidrogenasi e sua
regolazione. Le singole reazioni del ciclo degli acidi tricarbossilici e loro
regolazione. Bilancio energetico del ciclo degli acidi tricarbossilici.
METABOLISMO DEL GLICOGENO. Struttura del glicogeno. Reazioni della
demolizione e della sintesi del glicogeno. La regolazione del metabolismo del
glicogeno. Ruolo dell'adrenalina e del glucagone, delle proteine G, dell'AMP
ciclico e degli ioni calcio nel metabolismo del glicogeno. LA VIA DEL
PENTOSO FOSFATO. Reazioni della via del pentoso fosfato. Significato
funzionale e connessioni con altre vie metaboliche. IL METABOLISMO DEI
LIPIDI. La mobilizzazione dei triacilgliceroli. Trasporto degli acidi grassi nei
mitocondri La beta-ossidazione degli acidi grassi saturi ed insaturi. La betaossidazione di acidi grassi con numero dispari di atomi di cvarbonio. Biosintesi
degli acidi grassi: sintesi del malonilCoA; il complesso dell’acido grasso sintasi.
Sintesi del palmitato. Allungamento della catena del palmitato e inserimento di
doppi legami. Regolazione della sintesi e della degradazione degli acidi grassi.
FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA. Trasporto degli elettroni da parte del NAD,
del FAD, dell’ubichinone e dei citocromi. I sistemi navetta del malato-aspartato e
del glicerolo-3-fosfato. Le coppie redox e il potenziale di ossidoriduzione.
Relazione tra variazione di energia libera standard e differenza di potenziale. I
complessi I, II, III e IV: struttura e funzione. Il ciclo Q. Accoppiamento tra il
trasporto elettronico e la sintesi di ATP. Agenti disaccoppianti. Struttura e
funzione della ATP sintasi. Regolazione della fosforilazione ossidativa.
Testi consigliati
Nelson, Cox: I principi di Biochimica di Lehninger; Voet, Voet, Pratt: Principi di
Biochimica; Berg, Timocko, Stryer: Biochimica
Illustrazione di
eventuali attività di
laboratorio e/o
esercitazioni
Esercitazioni in aula: esercizi di calcolo: multipli e sottomultipli di unità di
misura; preparazione di soluzioni; diluizione delle soluzioni; calcolo del pH di
acidi e basi forti e deboli. Il pH delle soluzioni tampone; titolazione di acidi e
basi deboli; titolazione degli amminoacidi; calcolo del punto isoelettrico; carica
netta di peptidi; grado di saturazione; trasmittanza; assorbanza; coefficiente di
estinzione molare; spettri di assorbimento; la legge di Lambert e Beer.
Applicazione della legge di Lambert e Beer; calcolo della concentrazione di
cromofori da soli o in miscela; espressione della concentrazione enzimatica; uso
della retta di taratura per la misura della concentrazione proteica; misura della
velocità di reazione al tempo zero; richiami di cinetica enzimatica per la
determinazione per via grafica dei parametri Vmax e Km.
Attività di laboratorio: preparazioni di soluzioni tampone; determinazione della
concentrazione proteica di un campione biologico; determinazione dell’attività di
un enzima; determinazione dei parametrici Vmax e Km; valutazione dell’effetto
del pH sull’attività enzimatica
Test finale di verifica della attività di laboratorio e successiva correzione in
aula
Modalità di
svolgimento delle
prove d’esame
Esame orale con votazione in trentesimi
Propedeuticità
Matematica, Chimica generale, Chimica Organica, Fisica, Biologia cellulare ed
Animale
Conoscenze richieste v. propedeuticità