B016088 - BIOCHIMICA CON LABORATORIO

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Le proteine: livelli strutturali. . Proteine allosteriche.. Gli enzimi: cinetica enzimatica, meccanismi d’azione e regolazione. Lipidi di riserva e di struttura. Membrane biologiche .Struttura di nucleotidi e di acidi nucleici. Metabolismo dei carboidrati, lipidi e proteine. Ciclo dell’acido citrico e Fosforilazione ossidativa. . Biosintesi dei nucleotidi e delle porfirine. Integrazione del metabolismo.

D.L. Nelson, .M.. Cox Principi di Biochimica
di Lehninger Ed. Zanichelli

J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer Biochimica Ed. Zanichelli

Conoscenze:
Struttura e funzione di proteine. Enzimi. Struttura di acidi nucleici. Lipidi e membrane biologiche. Bioenergetica. Metabolismo di zuccheri, lipidi e proteine. Metabolismo terminale. Fosforilazione ossidativa.
Competenze acquisite
Basi molecolari dei sistemi biologici
Funzioni di proteine
Vie metaboliche: organizzazione e regolazione
Capacità acquisite al termine del corso:
Studi analitici di base su proteine in soluzione
Determinazione di attività enzimatica
Cromatografia di biomolecole

Corsi vincolanti:
Chimica generale, Chimica organica
Corsi raccomandati:
Botanica, Zoologia, Citologia e Istologia

Orario di ricevimento
Venerdi ore 11-12

Esame orale

Struttura e funzione delle proteine

Versatilità delle proteine. Caratteristiche chimico-fisiche dei 20 aminoacidi che compongono le proteine. Caratteristiche del legame peptidico. Livelli strutturali nelle proteine. Struttura primaria: significato e informazioni deducibili dalla sequenza aminoacidica. Struttura secondaria: strutture elicoidali, foglietti beta, ripiegamenti beta. Struttura terziaria: forze implicate nella stabilizzazione della struttura nativa. Struttura quaternaria. Proteine semplici e proteine coniugate. Proteine globulari: l’esempio della struttura e della funzione di mioglobina ed emoglobina. L’allosterismo dell’emoglobina . Proteine fibrose: cheratina, tropocollageno, fibroina della seta.

Gli enzimi

Le sei classi degli enzimi secondo la IUB. Coenzimi : struttura e meccanismi. Cinetica enzimatica: modello di Michaelis-Menten e enzimi allosterici. Significato di KM, Vmax e Kcat. Reazioni a due substrati: reazioni a singolo e a doppio spostamento. Inibizione degli enzimi da molecole estranee: inibizione irreversibile (inattivazione e marcatura di affinità) e inibizione reversibile (competitiva, acompetitiva e non-competitiva). Meccanismo d’azione degli enzimi: stabilizzazione dello stato di transizione; catalisi acido-base; effetto di prossimità e orientamento; catalisi ionica; catalisi covalente. Alcuni esempi di meccanismi di catalisi: chimotripsina, anidrasi carbonica etc. Regolazione dell’attività enzimatica: enzimi allosterici (es.ATCasi), attivazione di zimogeni, modificazioni chimiche, interazioni proteina-proteina, isoenzimi. Ribozimi: molecole di RNA dotate di attività catalitica.

Lipidi e membrane cellulari

Gli acidi grassi dei trigliceridi, fosfogliceridi e sfingolipidi. Colesterolo. Doppi strati lipidici e membrane biologiche. Fluidità di membrana. Proteine di membrana: integrali e periferiche. Proteine recettoriali e proteine di trasporto. Trasporto di membrana. Trasporto passivo e trasporto attivo. Vitamine liposolubili (A, D, E, K). Struttura e meccanismo d’azione della vitamina A (visione) e della vitamina K (coagulazione)

Carboidrati

Monosaccaridi, disaccaridi. Aminozucceri, zuccheri acidi, deossizuccheri. Omopolisaccaridi: amido, glicogeno, cellulosa, chitina, pectine. Eteropolisaccaridi: peptidoglicani, proteoglicani. Glicoproteine.

Gli acidi nucleici

Struttura dei nucleotidi. Struttura del DNA (B,A,Z) e di RNA (messaggero, ribosomiale e transfer).

Metabolismo

Concetti generali. Conversione di energia. Composti che presentano legami ricchi di energia. Reazioni accoppiate. Catabolismo e anabolismo. Le tre fasi del catabolismo. Fosforilazione ossidativa.

Metabolismo dei carboidrati

Digestione e assorbimento di amido e glicogeno: alfa amilasi , enzimi e trasportatori delle cellule intestinali. Demolizione delle riserve di glicogeno: regolazione della glicogeno fosforilasi. Glicolisi: le reazioni, gli enzimi e i meccanismi di regolazione. Utilizzazione di galattosio e fruttosio attraverso la glicolisi. Esempi di fermentazione: fermentazione lattica e alcolica. Via dei pentosi-fosfato. Destino del piruvato: piruvato carbossilasi e piruvato deidrogenasi (meccanismo). Ciclo dell’acido citrico: le reazioni, gli enzimi e i meccanismi di regolazione. La catena respiratoria: organizzazione dei sistemi redox. I complessi proteici e le strutture mobili. I citocromi. Il ciclo degli ubichinoni e il meccanismo della citocromoossidasi. Pompe protoniche e formazione del gradiente elettrochimico. Meccanismo della ATP-sintasi.
Gluconeogenesi: le reazioni, gli enzimi caratteristici e i meccanismi di regolazione.
Glicogenosintesi: glicogeno sintasi ed enzima ramificante. Regolazione della glicogeno sintasi.

Metabolismo lipidico

Digestione dei trigliceridi nell’intestino e demolizione intracellulare. Lipoproteine plasmatiche. Attivazione e ossidazione degli acidi grassi. Ossidazione di acidi grassi saturi, insaturi e a numero dispari di atomi di carbonio. Formazione e utilizzazione di corpi chetonici. Biosintesi degli acidi grassi: le reazioni del complesso multienzimatico i e meccanismi di regolazione. Allungamento e insaturazione degli acidi grassi. Biosintesi dei trigliceridi. Biosintesi dei lipidi di membrana: fosfolipidi, sfingolipidi e colesterolo.

Metabolismo delle proteine

Digestione e assorbimento delle proteine della dieta. Turnover delle proteine intracellulari. Catabolismo degli aminoacidi: deaminazione e transaminazione; ureogenesi. Demolizione della catena carboniosa degli aminoacidi: aminoacidi glicogenici e chetogenici. Metabolismo intermedio di: glicina, alanina, serina, glutammato, aspartato e leucina. Formazione di glutammato a partire da istidina, prolina e arginina.
Gli aminoacidi come precursori di biomolecole: biosintesi di SAM e di cisteina; biosintesi di amine biogene (adrenalina, istamina, GABA); biosintesi di tiroxina; biosintesi di creatinfosfato; formazione di NO da arginina; biosintesi delle porfirine.

Biosintesi dei nucleotidi

Biosintesi e regolazione dei nucleotidi pirimidinici e purinici. Recupero delle basi puriniche. Biosintesi dei deossiribonucleotidi. Formazione di acido urico.

Metodi (alcuni) in Biochimica

I metodi più usati per la purificazione delle proteine. Determinazione dell’attività enzimatica e dei principali parametri cinetici.