Nome insegnamento: Enzimologia 4 CFU Lezioni Frequenza non

Nome insegnamento: Enzimologia
4 CFU Lezioni
Frequenza non obbligatoria
Obiettivi formativi del corso:
Lo scopo principale del corso è di aiutare a comprendere i principi e le equazioni fondamentali che
stanno alla base del funzionamento degli enzimi
Syllabus
Il corso è organizzato in 5 parti: 1) Richiamo di concetti fondamentali. 2)Gli enzimi come
catalizzatori: equazioni di velocità; profili di energia libera standard; loro modifiche. 3) Cinetica
enzimatica: cinetica temporale. Le costanti fondamentali. Gli inibitori. 4)Evoluzione degli enzimi
ed ingegneria enzimatica: applicazioni del concetto dell’alta affinità tra l’enzima e lo stato di
transizione S≠. 5)Biologia degli enzimi: termodinamica, informazione, origini.
Programma dettagliato del corso
Gli enzimi come catalizzatori biologici. Biologia degli enzimi. Sviluppo storico degli studi sugli
enzimi. Richiami elementari di cinetica chimica e chimica fisica. Teoria della stato di transizione.
Profili dell’energia e catalisi. Adattamento indotto e massima affinità dell’enzima per lo stato di
transizione della reazione catalizzata. Inibitori analoghi dello stato di transizione. Anticorpi
catalitici. Cinetica enzimatica, equazione di Michaelis e Menten, dipendenza della velocità dalla
concentrazione dell’enzima. Trasformazioni grafiche dell’equazione di Michaelis e Menten.
Significato di Km e Km apparente. Km e Ks. Situazioni derivanti dai valori relativi delle costanti
cinetiche. k+2 ed attività molecolare. Relazione tra affinità e specificità. Schemi più complessi per la
reazione ad un substrato, EP ed altri intermedi, energia libera e coordinata di reazione in casi reali
di questo tipo. Forma alternativa dell’equazione di Michaelis e Menten, in cui compare la
concentrazione dell’enzima libero. Equazione cinetica per substrati in competizione, equazione di
Haldane: relazione tra Keq e costanti di specificità per S e P. Reazioni a due substrati: a spostamento
singolo e a spostamento doppio, aspetti cinetici, metodi di studio con scambi isotopici. Gli inibitori
reversibili: inibizione competitiva, non competitiva, incompetitiva e mista; cinetiche non
michaelisiane ed effetti allosterici; aspetti grafici, schemi di reazione, meccanismi molecolari. La
modifica covalente come sistema regolatorio e cenni sulle cascate enzimatiche. Significato e calcolo
della costante di inibizione. Inibitori irreversibili. Richiami elementari sugli equilibri acido-basici in
soluzione e soluzioni tampone. Dipendenza dell’attività enzimatica dal pH e dalla temperatura.
Isoenzimi. Definizione di unità enzimatica internazionale. Il saggio dell’attività enzimatica, cinetica
temporale, velocità iniziale, cinetica in funzione della concentrazione, reazioni di ordine zero e di
ordine 1, integrazione dell’equazione differenziale nei due casi, linearità temporale. Cenni di
evoluzione molecolare. Tecniche di mutagenesi sito specifica di proteine enzimatiche applicate allo
studio del rapporto struttura funzione di enzimi ed all’uso industriale di catalizzatori biologici.
Argomenti da conoscere per poter frequentare efficacemente il corso
E’ necessario che gli studenti abbiano assunto i concetti fondamentali della chimica generale,
chimica organica e biochimica.
Bibliografia
I capitoli riguardanti le proteine e gli enzimi sui libri di Biochimica in possesso degli studenti,
acquisiti in occasione del corso di Biochimica.
In particolare:
D. Voet, J.G. Voet, C.V. Pratt “Fondamenti di Biochimica” Ed. Zanichelli 2001
D. Voet, J.G. Voet “Biochimica” Ed. Zanichelli 1993.
R.H. Garrett, C.M. Grisham “Biochimica” Ed. Zanichelli 1998
L. Stryer “Biochimica” ed Zanichelli 1996
Materiale didattico verrà distribuito durante le lezioni.
Prove di verifica dell’apprendimento
Verifica finale con esame orale
Dati del docente
Nome: Maria Grazia Tozzi
Dipartimento: Fisiologia e Biochimica
Telefono: 0502213175
E- mail:[email protected]
Orario di ricevimento:Per appuntamento
Luogo di ricevimento:Dipartimento di Fisiologia e Biochimica, Lab. Biochimica, via S. Zeno, 51