CdSCHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Codice021EE
CFU9
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano
l termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze in merito a struttura e funzione delle proteine e il metabolismo intermedio con particolare attenzione ai processi di controllo e integrazione metabolica e ormonale.
In particolare:
le proprietà, la struttura e la funzione delle biomolecole con particolare riferimento alle proteine, i componenti le reazioni delle vie metaboliche (nome e struttura) gli enzimi i principali meccanismi di catalisi enzimatica ed i coenzimi coinvolti, la sede intracellulare e tissutale, il significato fisiologico, la regolazione metabolica ed ormonale, i rapporti con altri processi metabolici, energia prodotta od utilizzata durante i processi.
The student who successfully completes the course will have the ability to understand the chemical and molecular events involved in biological processes. He or she will acquire knowledge of enzyme kinetics and human metabolic pathways. The student will be able to analyze and correlate the body strategies for the integration of pathways and the hormonal regulation of metabolism. Lastly, he or she will be aware of modern approaches for investigation of cellular signal transduction with particular focus on drug molecular mechanism.
L’esame finale è costituito da una prova orale che riguarderà gli argomenti svolti durante il corso. L'esame finale potrà essere diluito mediante prove “in itinere” programmate. Per gli studenti che abbiano sostenuto positivamente tali prove, l’esame di profitto sarà costituito da uno scrutinio condotto dalla commissione sulla base dei risultati ottenuti nelle suddette prove eventualmente integrate da un ulteriore colloquio.
- The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. - During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression. - The student must demonstrate the ability to put into practice and to execute, with critical awareness, the activities illustrated or carried out under the guidance of the teacher during the course.
Methods:
- Final oral exam
- Periodic Quizzes/multiple choice
- Periodic written tests
Further information:
The final exam will be on course arguments. The final exam could be diluted by periodic multiple choice and written tests. The tests will regard the structure and function of proteins and intermediary metabolism with particular attention to the processes of metabolic and hormonal control and integration (reactions of metabolic pathways with name, structures, enzymes and coenzymes, physiological significance, hormonal and metabolic regulation). The students ,who have successfully passed the tests, will be recognized in order to assess their knowledge and acquired skills. The vote will be trained for 40% of knowledge, 40% on application of understanding, and 20% of communication skills.
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- participation in discussions
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
- Lectures
STRUTTURA E FUNZIONE DELLE BIOMOLECOLE:
1) La logica molecolare della vita: molecole semplici, macromolecole, organelli. Struttura delle biomolecole in relazione alla loro funzione biologica. Bioenergetica e termodinamica. Il trasferimento di gruppi fosforici e ATP. Le reazioni di ossido riduzione di interesse biologico.
2) Aminoacidi, peptidi e proteine. Aminoacidi: proprietà strutturali comuni. Peptidi e proteine. Struttura tridimensionale delle proteine: legame peptidico, struttura primaria, struttura secondaria (α-elica, conformazione β, struttura secondaria), struttura terziaria e quaternaria. Denaturazione e ripiegamento delle proteine.
3) Proteine fibrose: α-chetarina, collageno, fibroina della seta. Proteine globulari: mioglobina ed emoglobina (struttura e funzione).
4) Enzimi: caratteristiche, potere catalitico e specificità. Meccanismi di catalisi (lisozima: catalisi acido-base, chimotripsina: catalisi covalente). Cinetica enzimatica. Equazione di Michaelis e Menten. Equazione di Lineweaver –Burk. Inibizione enzimatica: inibizione reversibile (competitiva, incompetitiva o mista), farmaci quali inibitori reversibili, inibizione irreversibile (applicazione nella ricerca e in farmacologia). Enzimi regolatori: enzimi allosterici, enzimi modificati covalentemente, interazione proteina-proteina.
METABOLISMO INTERMEDIO E SUA REGOLAZIONE:
1) Carboidrati: monosaccaridi e disaccaridi. Polisaccaridi di interesse biologico.
2) Glicolisi e catabolismo degli esosi: significato, reazioni chimiche, enzimi coenzimi, regolazione metabolica. Cenni di regolazione ormonale.
3) I destini del piruvato in condizione aerobiche e anaerobiche.
4) Il ciclo dell’acido citrico: significato, reazioni chimiche, enzimi, coenzimi, regolazione metabolica.
5) Il flusso elettronico mitocondriale: significato, struttura, reazioni. Sintesi di ATP. Regolazione della fosforilazione ossidativa.
6) L’ossidazione del glucosio e la via del pentoso fosfato: significato, reazioni chimiche, enzimi e coenzimi.
7) Digestione, mobilitazione e trasporto degli acidi grassi.
8) Ossidazione degli acidi grassi: significato, reazioni chimiche, enzimi e coenzimi. Regolazione metabolica. Cenni di regolazione ormonale.
9) Corpi chetonici: significato e reazioni di sintesi e degradazione.
10) Destino metabolico dei gruppi amminici. Proteine della dieta: degradazione ad aminoacidi. Trasferimento di gruppi amminici. Reazioni di deaminazione. Escrezione dell’azoto e ciclo dell’urea: significato, reazioni chimiche, enzimi, coenzimi.
11) Biosintesi dei carboidrati. Gluconeogenesi: significato, reazioni chimiche, enzimi, coenzimi, regolazione metabolica e ormonale.
12) Biosintesi e degradazione del glicogeno: significato, reazioni chimiche, enzimi coenzimi, regolazione metabolica ed ormonale.
13) Biosintesi dei lipidi. Biosintesi degli acidi grassi: significato, reazioni chimiche, enzimi, coenzimi, regolazione metabolica ed ormonale. Biosintesi di acidi grassi a lunga catena. Biosintesi di acidi grassi insaturi. Eicosanoidi. Biosintesi dei triacilgliceroli. Biosintesi dei fosfolipidi di membrana. Biosintesi del colesterolo (cenni).
14) Nucleotidi: struttura e significato. Biosintesi e degradazione dei nucleotidi: nucleotidi purinici: sintesi (cenni), degradazione, vie di salvataggio; nucleotidi pirimidinici: sintesi (cenni). Sintesi dei deossiribonucleotidi da ribonucleotidi.
INTEGRAZIONE E REGOLAZIONE ORMONALE DEL METABOLISMO NEI MAMMIFERI
a) Sintesi e meccanismi di rilascio, trasporto e trasduzione del segnale di ormoni adrenergici, tiroidei, dell' insulina , glucagone, ACTH e ormoni glucocorticoidi.
b) Attività a livello del metabolismo glucidico, lipidico, proteico sottolineando le differenze a livello dei diversi tessuti interessati.
LE VIE DELL’INFORMAZIONE
Dal DNA alle PROTEINE (ripasso)
1) MOLECOLE SEGNALE effetti a breve e lungo termine: interazione recettoriale, trasduzione, secondi messaggeri, controllo della sintesi proteica
This course focuses on the structural features and function of the four major classes of biomolecules with particular emphasis on relationship between protein structure and function. The fundamentals of information flow in biological systems, enzyme kinetics and catalytic mechanisms will be discussed. A variety of advanced topics will be discussed including: metabolic pathways and strategies for the integration of pathways and the regulation of metabolism; membrane transport mechanisms; mechanisms of catalysis. Topics include the molecular structure and mechanisms of receptor and enzyme active site; of signal transduction and hormonal control on cellular metabolism and on gene expression with particular focus on drug molecular mechanism..
- D.L. Nelson, M.M. Cox “I principi di Biochimica di Lehninger” Sesta Edizione. ed. Zanichelli (2014).
- D. Voet, J.G. Voet, C. W. Pratt “Fondamenti di Biochimica” Terza Edizione. Ed. Zanichelli. (2013).
- J N Berg, J M Berg, J L Tymoczko, L. Stryer "Biochimica" Settima Edizione, ed. Zanichelli (2012) (specialmente per la parte mioglobina e emoglobina)
Recommended reading includes the following works: • D.L. Nelson, M.M. Cox “I principi di Biochimica di Lehninger” Quinta Edizione. ed. Zanichelli (2010). • D. Voet, J.G. Voet, C. W. Pratt “Fondamenti di Biochimica” Terza Edizione. Ed. Zanichelli. (2013). • J M Berg, J L Tymoczko, L. Stryer "Biochimica" Settima Edizione, ed. Zanichelli 2012
L’esame finale è costituito da una prova orale che riguarderà gli argomenti svolti durante il corso.