BIOCHIMICA - Canale B - Prof. R. Avola

Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia
A.A.: 2015/2016
Anno di corso: 1 anno / secondo semestre I° modulo (5 CFU)
2 anno / primo semestre II° modulo (5 CFU)
Insegnamento: Biochimica
Coordinatore canale B: Prof. Roberto Avola
CFU: 10
Tel: 095-7384074
e-mail: [email protected]
Orario e Sede di ricevimento: Mercoledi e Venerdi dalle ore 12.00 – 14.00 (previo
appuntamento) presso l’ Edificio 2, secondo piano, Città Universitaria, Via S. Sofia
64, Catania.
Italiano
Testi consigliati
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Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.
Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli
Devlin. Biochimica con aspetti clinici. EdiSES
Obiettivi formativi
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
Programma
dettagliato
Es.: quiz, prova orale, elaborazione di cartella clinica, ecc.
Prova orale
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.
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 (NADH- ubichinone 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, betaossidazione 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
Catabolismo degli aminoacidi: desaminazione ossidativa e transaminazione
degli aminoacidi; glutamina sintetasi, glutaminasi e funzioni della glutamina;
alanina e ciclo "muscolo-fegato"; eliminazione dell'azoto nelle varie specie
animali; ciclo dell'urea; correlazione tra ciclo dell'urea e ciclo degli acidi
tricarbossilici; aminoacidi glucogenetici e chetogenetici.
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, cenni di patologia (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; betaossidazione 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
Educational Objectives
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Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.
Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli
Devlin. Biochimica con aspetti clinici. EdiSES
The course of Biochemistry aims to provide to the students the basis to
understanding the physical, chemical and biological contexts in which
molecules, reactions and metabolic pathways play their role. Particular
attention will be given to the structure and function relationship of the
major classes of macromolecules as also to the metabolic regulation at
the molecular and cellular level.
In order to stimulate student interest the topics will be explained
emphasizing the logical and consequential interconnections emphasizing
the clinical aspects and introducing experimental methods.
At the end of the present course the student will understand the
structure-function relationships of the main biological molecules,
essential biochemical mechanisms that underlie a proper metabolic
function and the consequences of their alterations.
Teaching Methods
Classroom lessons.
Learning Assessment
Procedures
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 betaoxidation, 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, cholecystokininpancreozymin, 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, "muscle-liver"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
catecholamines, serotonin, histamine and GABA.
of
polyamines,
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.
Hyperbilirubinemia.
Biosynthesis
and
catabolism
of
heme.
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.