CdSBIOTECNOLOGIE VEGETALI E MICROBICHE
Codice380GG
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| COMPOSTI BIOATTIVI E METABOLOMICA | AGR/13 | LEZIONI | 84 |
|
Al termine del corso lo studente avrà acquisito una solida conoscenza delle principali classi di composti bioattivi e delle via metaboliche responsabili della loro produzione, con particolare riguardo ai pathways biosintetici tipici del metabolismo secondario vegetale e ad alcune vie di produzione batteriche e fungine.
Lo studente acquisirà inoltre informazioni relative alla produzione biotecnologica e ad alcuni approcci alternativi per aumentare la produzione di molecole bioattive e conoscenze relative alle proprietà biologiche dei diversi composti, con particolare riguardo alla loro azione nutraceutica.
At the end of the course, the student will acquire a solid knowledge of the main classes of bioactive compounds and of the metabolic pathways responsible for their production, with particular regard to the secondary plant metabolism and to some bacterial and fungal pathways.
The student will also gain information related to the biotechnological production and to some alternative approaches to increase the production of bioactive molecules and will acquire knowledge on the biological properties of the different compounds, with particular regard to their nutraceutical action.
La verifica delle conoscenze acquisite dallo studente sarà accertata attraverso una prova scritta al termine del corso, seguita eventualmente da un esame orale. Lo studente dovrà dimostrare il grado di apprendimento degli argomenti trattati durante il corso e la sua capacità di spiegare correttamente i principali temi affrontati.
The assesment of the knowledge acquired by the student will be ascertained through a written test at the end of the course, followed by an oral exam. The student must demonstrate the degree of learning of the topics covered during the course and his ability to correctly explain the main topics addressed.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito solide conoscenze teoriche relative a diversi aspetti del metabolismo secondario, così come competenze scientifiche e tecniche relative all'analisi quantitativa e qualitativa dei composti bioattivi, attraverso l'esecuzione di esercitazioni di laboratorio.
Lo studente avrà acquisito anche conoscenze relative ai diversi approcci tecnologici utilizzabili per la produzione di metaboliti secondari da parte di piante e batteri.
At the end of the course, the student will have acquired solid theoretical knowledge related to different aspects of secondary metabolism, as well as scientific and technical skills related to the quantitative and qualitative analysis of bioactive compounds, through the execution of laboratory exercises.
The student will also have acquired knowledge about the different technological approaches that can be used for the production of secondary metabolites by plants and bacteria.
Lo studente dovrà dimostrare la capacità di mettere in pratica e di eseguire, con consapevolezza critica, le attività illustrate o eseguite sotto la guida del docente durante il corso, sia durante le esercitazioni pratiche, sia attraverso la stesura di relazioni di laboratorio.
The student must demonstrate the ability to put into practice and to perform, with critical awareness, the activities illustrated by the teacher or performed under the guidance of the teacher, both during practical exercises, and through the preparation of laboratory reports.
Alla fine del corso lo studente potrà condurre e gestire un lavoro di squadra ed utilizzare correttamente alcune principali strumentazioni di laboratorio biochimico ed avrà acquisito precisione ed accuratezza nella raccolta ed elaborazione dei dati sperimentali
At the end of the course the student will be able to conduct and manage a team work and correctly use some main biochemical laboratory instruments and will have acquired precision and accuracy in the collection and processing of experimental data.
Durante le esercitazioni di laboratorio i comportamenti saranno verificati attraverso la valutazione del grado di accuratezza e precisione delle attività svolte, la capacità di gestire le diverse fasi del lavoro sperimentale e di affrontare eventuali problematiche ed imprevisti.
Saranno inoltre richieste agli studenti le relazioni relative agli argomenti trattati e ai risultati ottenuti durante le esercitazioni.
During the laboratory sessions, behavior will be verified through the assessment of the degree of accuracy and precision of the activities carried out, the ability to manage the different phases of the experimental work and to face any problems and unexpected events.
Students will also be asked to report on the topics covered during the exercises and the experimental results obtained.
Chimica generale ed inorganica. Chimica organica. Biochimica agraria.
General and inorganic chemistry. Organic chemistry. Agricultural biochemistry.
Le lezioni frontali si svolgono con ausilio di slides (presentazioni power point).
Sono previste alcune esercitazioni pratiche da svolgersi nel laboratorio didattico delle chimiche, per le quali gli studenti sono suddivisi in gruppi di lavoro.
Sono previste lezioni seminariali da parte di esperti del settore.
Il materiale didattico (utilizzato nelle lezioni frontali e nelle esercitazioni di laboratorio) è disponibile sul sito di e-learning del corso, utilizzato anche per per le comunicazioni docente-studenti.
L'interazione studente-docente avviene anche mediante ricevimenti e comunicazioni per posta elettronica
Lectures are held with the aid of slides (power point presentations).
Practical exercises will be carried out in the didactic laboratory. Students will be divided into working groups.
Seminar lessons by experts in the sector are planned.
The teaching material (used in lectures and laboratory exercises) is available on the e-learning site of the course. E-learning site will also be used for teacher-student communications.
Student-teacher interaction also takes place through meetings and e-mail communications
Il corso si articola in 84 ore di cui 48 di lezioni e 36 di esercitazioni.
- Presentazione del corso. Il concetto di metabolismo secondario e di metabolomica
- Richiami di chimica organica e biochimica: nomenclatura, enzimi, cofattori e gruppi prostetici, cenni sul metabolismo primario e i principali cicli biochimici
- I composti fenolici
- La via dell’acido scichimico
- La biosintesi degli amminoacidi aromatici
- La biosintesi della lignina
- Fenilpropeni, acidi benzoici, cumarine e psoraleni
- I chinoni
- La biosintesi dei fenoli complessi
- I flavonoidi
- I tannini idrolizzabili e condensati
- Auroni, Stilbeni
- I terpeni
- La via dell’acido mevalonico
- La via del MEP
- I metaboliti secondari contenenti azoto
- Le vitamine
- La sintesi batterica di alcune vitamine
- Gli alcaloidi
- Le vitamine
- I glucosinolati
- Metabolomica vegetale: studio dei profili metabolici per caratterizzare fenotipi di interesse biotecnologico
- Le piante come fabbriche vegetali: esempi di produzione di metaboliti di interesse biomedico nelle piante
- Applicazioni e sviluppo di biosensori nell'analisi di prodotti vegetali, nell’industria alimentare e nel monitoraggio della produzione di metaboliti
Esercitazioni (36 ore)
- Presentazione mediante Power Point delle principali tecniche di analisi utilizzate durante le esercitazioni
- Estrazione di proteine e determinazione dell’attività di un enzima mediante saggio spettrofotometrico e separazione elettroforetica seguita da colorazione specifica
- Estrazione e determinazione tramite metodologia HPLC dei principali carotenoidi
- Estrazione e determinazione del contenuto di fenoli totali e delle principali classi mediante saggi spettrofotometrici
- Determinazione del profilo fenolico mediante HPLC
- Determinazione dell’attività antiossidante di un campione vegetale
- Estrazione e determinazione del contenuto di acido ascorbico mediante saggio spettrofotometrico
- Elaborazione dei dati ottenuti tramite utilizzo di fogli di calcolo di Excel e software statistici
All’interno del corso potranno essere tenute lezioni seminariali da parte di esperti del settore.
The course will last 84 hours (48 hours lessons; 36 hours practical training)
- Presentation of the course. The concept of secondary metabolism and metabolomics
- Recalls of organic chemistry and biochemistry: nomenclature, enzymes, cofactors and prosthetic groups, notes on primary metabolism and the main biochemical cycles
- The phenolic compounds
- The path of scichimic acid
- The biosynthesis of aromatic amino acids
- Lignin biosynthesis
- Phenylpropenes, benzoic acids, coumarins and psoralens
- Quinones
- Biosynthesis of complex phenols
- Flavonoids
- The hydrolysable and condensed tannins
- Aurones, stilbenes
- Terpenes
- The mevalonic acid pathway
- The MEP pathway
- Nitrogen-containing secondary metabolites
- Vitamins
- Bacterial synthesis of some vitamins
- Alkaloids
- Vitamins
- Glucosinolates
- Plant metabolomics: study of metabolic profiles to characterize phenotypes of biotechnological interest
- Plants as plant factories: examples of production of metabolites of biomedical interest in plants
- Applications and development of biosensors in the analysis of plant products, in the food industry and in the monitoring of the production of metabolites
Excercitations (36 hours)
- Power Point presentations of the main experimental techniques used during the pratical excercitation
- Extraction of proteins and determination of enzyme activity by spectrophotometric assay and electrophoresis followed by specific staining
- Extraction and quantification of fruit and leaf carotenoids by HPLC analysis
- Extraction of total phenols and quantification of content of phenols and the main subclasses by spectrophotometric assays
- Evaluation of phenolic profile by HPLC analysis
- Evaluation of the antioxidant activity of plant samples
- Extraction and quantification of fruit ascorbic acid (vitamin C) by spectrophotometric assay
- Data analysis by Excel datasheets and statistical softwares
Seminars and lessons may be held by experts in the sector.
- Diapositive e materiale didattico presente sulla piattaforma e-learning
- Maffei M. – Biochimica vegetale. Piccin (1999)
- Maffei M. – Metaboliti e prodotti secondari delle piante. UTET (1999)
- Dewick P.M. – Medicinal Natural Products. A biosynthetic approach. 3rd Edition. John Wiley & Sons (2009) (English edition)
- Dewick P.M. - Chimica, biosintesi e bioattività delle sostanze naturali. II edizione italiana sulla III edizione inglese. (2013)
- Bidlack W.R, Omaye S. T., Meskin M. S., Topham D.K.W. - Phytochemicals as Bioactive Agents. CRC Press (2000)
- Slides and didactic material provided on e-learning website
- Maffei M. – Biochimica vegetale. Piccin (1999)
- Maffei M. – Metaboliti e prodotti secondari delle piante. UTET (1999)
- Dewick P.M. – Medicinal Natural Products. A biosynthetic approach. 3rd Edition. John Wiley & Sons (2009) (English edition)
- Dewick P.M. - Chimica, biosintesi e bioattività delle sostanze naturali. II edizione italiana sulla III edizione inglese. (2013)
- Bidlack W.R, Omaye S. T., Meskin M. S., Topham D.K.W. - Phytochemicals as Bioactive Agents. CRC Press (2000)
L’esame consisterà in una verifica finale scritta con una votazione in trentesimi da effettuarsi alla fine del corso o in una prova orale.
La prova scritta consiste in una serie di domande inerenti gli argomenti trattati durante il corso e ha una durata di due ore
La prova orale dovrà essere sostenuta dagli studenti che non abbiano riportato la sufficienza (18/30) nella prova scritta e da coloro che desiderino migliorare la votazione dello scritto.
Sia la prova scritta che quella orale devono essere integrate con la presentazione di una relazione sulle attività svolte durante le esercitazioni.
The exam will consist of a final written test, with a mark out of thirty, to be carried out at the end of the course or in an oral exam.
The written test consists of a series of questions concerning the topics covered during the course and has a duration of two hours
The oral test must be supported by students who have not reported the sufficiency (18/30) in the written test and by those who wish to improve the voting of the written test.
Both the written and oral tests must be integrated with the presentation of a report on the activities carried out during the escercises.