OBIETTIVI FORMATIVI

L’'insegnamento di chimica biologica si pone l'obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali per comprendere i rapporti tra le strutture delle biomolecole e le loro funzioni nell’organismo umano. In particolare l’insegnamento pone l’attenzione sulle trasformazioni chimiche e le interazioni molecolari delle biomolecole, che sono indispensabili per la comprensione dei processi vitali delle cellule e degli organismi, con particolare riferimento ai processi metabolici ed ai meccanismi di regolazione degli stessi. 

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Acquisizione delle conoscenze di base sulla struttura e funzione delle proteine con particolare attenzione a quelle dotate di attività enzimatica. Impiego di tali conoscenze per l’apprendimento, a livello molecolare, della Biochimica dei principali processi catabolici e anabolici. La partecipazione all'attività formativa (lezioni frontali) consentirà allo studente di acquisire le conoscenze necessarie per comprendere i meccanismi correlati al metabolismo cellulare.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie le seguenti conoscenze di base: 1) strutture generali delle biomolecole 2) principi generali di chimica organica

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni a distanza, mediante videoregistrazione, sincrona o asincrona

Le lezioni  sono erogate mediante presentazioni multimediali.

Si rimanda all'istanza AulaWeb specifica dell'insegnamento per eventuali aggiornamenti a causa di variazioni della situazione sanitaria ed epidemiologica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA

Compartimentalizzazione e trasporto cellulare.

• ENZIMI

Enzimi e loro proprietà. Cinetica enzimatica. Inibizione enzimatica.

• AMMINOACIDI E PROTEINE

Proprietà generali di un amminoacido standard. Legame peptidico e sua isomeria geometrica. Definizione di polipeptide e di proteina. Strutture proteine. Struttura del gruppo eme. Proprietà di legame con ossido di carbonio e con ossigeno della mioglobina e dell’emoglobina e loro struttura. Ruolo del pH e 2,3-Difosfoglicerato.

• COENZIMI E VITAMINE

Vitamine e Coenzimi. Coenzimi piridinici NAD e NADP: inter-conversioni ossido/riduttive con meccanismo di trasferimento dello ione idruro.

• METABOLISMO

Concetti generali (anabolismo e catabolismo) Molecole energetiche (ATP e coenzimi ridotti). Strategie produzione energia.

• GLUCOSIO E GLICOLISI

Trasporto glucosio. Trasportatori (GLUT).Schema glicolisi ed enzimi coinvolti. Esochinasi e glucochinasi.PFK1.Piruvato chinasi. Regolazione glicolisi. Glicolisi anareobica. Fermentazione alcolica.

• GLUCONEOGENESI

Substrati gluconeogenesi. Schema gluconeogenesi. Regolazione

• GLICOGENO

Struttura del glicogeno. Glicogeno muscolare ed epatico. Sintesi e demolizione. Regolazione ormonale(insulina e glucagone). Proteina chinasi e fosfatasi.

• VIA PENTOSO FOSFATI

Fase ossidativa e non ossidativa. NADPH. Glutatione. Glutatione perossidasi e reduttasi. Controllo della via dei pentosi. Malato deidrogenasi decarbossilante(enzima malico)

• CICLO DI KREBS

Decarbossilazione ossidativa piruvato. Complesso piruvato deidrogenasi e sua regolazione. Ciclo di Krebs e sua regolazione. Rendimento energetico. Reazioni anaplerotiche.

• LIPIDI

Struttura trigliceridi ed acidi grassi. Digestione ed assorbimento. Lipasi e sua attivazione . Carnitina. Ossidazione degli acidi grassi saturi, a numero di carbonio dispari e mono insaturi. Bilancio energetico. Regolazione. Corpi chetonici. Biosintesi acidi grassi saturi. Regolazione. Lipoproteine.

• FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

Mitocondri. Equivalenti riducenti e loro produzione. Catena respiratoria. Complessi respiratori. Coenzima Q e citocromi. Potenziali redox. Teoria chemiosmotica di Mitchell. ATP-asi e produzione ATP. Rendimento fosforilazione ossidativa. Inibitori della fosforilazione ossidativa. Sistemi navetta per il trasporto di NADH citosol/mitocondri. (glicerofosfato, malato-aspartato). Traslocasi

• METABOLISMO AZOTATO

Amminoacidi e loro degradazione. Enzimi digestivi. Reazioni di transaminazione. Meccanismo azione transaminasi. Deamminazione del glutammato. Glutammina e glutammina sintetasi. Ciclo dell’alanina muscolo-fegato(alanina –glucosio). Ciclo dell’urea. Interazione cicli dell’urea e Krebs.

• METABOLISMO ENERGETICO:INTEGRAZIONE E REGOLAZIONE

Specializzazione metabolica degli organi. Ormoni e regolazione ormonale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Principi di Biochimica - Garrett, Grisham - Editore: Piccin

I principi di biochimica di Lehninger - Nelson, Cox - Editore: Zanichelli

Biochimica - Stryer, Timoczcko, Berg - Editore: Zanichelli

Biochimica - Campbell, Farrell - Editore: EdiSES

Fondamenti di Biochimica - Voet, Voet, Pratt - Editore: Zanichelli

Fondamenti di Biochimica- L Pollegioni-  Editore EDISES

Materiale delle lezioni presente in  AulaWeb