Lo studente dovrà avere conoscenze di chimica generale e organica

Programma dettagliato:

• Struttura e proprietà dell'acqua. Il legame idrogeno. Acidi e basi. pK. Equazione di Henderson Hasselbalch. I sistemi tampone di pH. Suddivisione amminoacidi in base alla natura della catena R. Proprietà acido-base e proprietà ottiche. pK e pI.
• Il legame peptidico. Angoli phi e psi. Diagramma di Ramachandran. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine: definizione. Alfa-elica, foglietto beta parallelo e antiparallelo. Ripiegamento beta.
• Proteine fibrose e proteine globulari. Alfa-cheratina. Tripla elica del collageno. Fibroina della seta. Fattori stabilizzanti la struttura terziaria delle proteine. Interazioni idrofobiche. Esperimento di Anfinsen. Cenni su chaperon molecolari
• Gruppo eme. Istidina prossimale e istidina distale. Struttura terziaria della mioglobina. Struttura quaternaria dell'emoglobina. Legame cooperativo dell'ossigeno all'emoglobina. Curva di saturazione di mioglobina e emoglobina.
• Meccanismo molecolare dell'effetto Bohr. 2,3 bisfosfoglicerato ed emoglobina. Adattamento all'altitudine. BPG ed emoglobina fetale. Caratteristiche generali degli enzimi. Energia di attivazione e stato di transizione.
• Effetto entropico e adattamento indotto. Catalisi acido-basica generale, catalisi covalente e da ioni metallici. Il concetto di V0 e V0 in funzione di concentrazione di S. Concetto di Vmax. Teoria dello stato stazionario. Equazione di Michaelis e Menten.
• Significato di Km e kcat. Inibizione irreversibile e reversibile. Inibizione competitiva, incompetitiva e non competitiva.
• Effetto del pH sull'attività enzimatica. Enzimi allosterici: concetto di cooperatività positiva e negativa. Esempi di modificazione covalente di enzimi. Concetto di cascata enzimatica e di amplificazione. Carboidrati: struttura e funzione. Aldosi e chetosi. D- e L-gliceraldeide. Emiacetale e emichetale. Introduzione al metabolismo: catabolismo e anabolismo. Ruolo di NAD e NADP.
• ATP: struttura. ATP e altri composti fosforilati. Reazioni accoppiate. Le reazioni della glicolisi da glucosio a piruvato. Meccanismo della reazione catalizzata da gliceraldeide-3-P deidrogenasi. Bilancio della glicolisi. Fermentazione lattica e fermentazione alcolica. Glicolisi e 2,3BPG.
• Gluconeogenesi. Meccanismo della reazione catalizzata dalla piruvato carbossilasi: biotina. Ciclo di Cori. Regolazione di glicolisi e gluconeogenesi: glucosio-6-fosfatasi, esochinasi. Esochinasi I e glucochinasi. Regolazione allosterica di Fruttosio 1,6 bisfosfatasi, PFK-1, Piruvato carbossilasi e piruvato chinasi.
• Ormoni. Effetto di glucagone, adrenalina e insulina. Recettori a 7 eliche. Proteine Gs. Adenilato ciclasi. cAMP. PKA. Fruttosio 2,6 BP. Regolazione di enzima bifunzionale. Regolazione ormonale di piruvato chinasi, PFK-1 e FBPasi-1. Struttura del glicogeno. Degradazione del glicogeno: glicogeno fosforilasi e enzima deramificante. Sintesi di UDP-glucosio. Sintesi di glicogeno: glicogeno sintasi e Glicogenina.
• Regolazione allosterica e covalente di glicogeno fosforilasi. Regolazione di fosforilasi chinasi. Regolazione covalente di glicogeno sintasi. Regolazione di proteina fosfatasi-1: inibitore-1.
• La fase ossidativa della via dei pentoso fosfati. La fase non ossidativa: tranchetolasi e transaldolasi. Flessibilità della via metabolica. Glutatione e NADPH. Deficienza di glucosio-6-P deidrogenasi. Formazione di acetil-CoA da piruvato: il complesso della piruvato deidrogenasi. Meccanismo della reazione catalizzata dal complesso della piruvato deidrogenasi: funzioni di TPP, lipoammide, CoA-SH, NAD e FAD.
• Le reazioni del ciclo di Krebs. Bilancio del ciclo di Krebs. Aconitasi: un enzima stereospecifico. Regolazione di piruvato deidrogenasi. Regolazione di citrato sintasi, isocitrato deidrogenasi e alfa-chetoglutarato deidrogenasi. Reazioni anaplerotiche
• Potenziale di riduzione e variazione di energia libera. Fosforilazione ossidativa: la catena di trasporto degli elettroni. NADH-CoQ reduttasi: FMN, centri Fe-S. CoQ. Succinato CoQ reduttasi. CoQH2 citocromo c reduttasi. Ciclo di CoQ. Citocromo ossidasi
• La teoria chemiosmotica. Agenti disaccoppianti. ATP sintetasi. Componente F0 e F1. Catalisi rotazionale. Controllo della fosforilazione ossidativa da parte di accettore finale. Sistema navetta malato-aspartato e del glicerolofosfato. Bilancio completa ossidazione glucosio
• Gli acidi grassi, struttura e funzioni, proprietà chimico fisiche di miscele di acidi grassi in particolare in funzione del loro grado di insaturazione. La struttura dei lipidi: triacilgliceroli e lipidi di membrane.
• Struttura delle membrane biologiche: diversità, asimmetria. Le proteine di membrana, classificazioni, struttura e funzioni. Il colesterolo nelle funzioni di membrane. I sistemi di trasporto, passivi, attivi e canali.
• Basi, nucleosidi e nucleotidi purinici e pirimidinici, struttura e funzioni. La struttura primaria e secondaria degli acidi nucleici
• Struttura del DNA, geni e cromosomi. la replicazione del DNA, proteine implicate, inizio, allungamento, termine.
• La regolazione della trascrizione: regolazione negativa in batteri, l'operone Lac, proteine repressori, modalità di riconoscimento DNA-proteina. La regolazione positiva, esempio della proteina che lega cAMP. Il meccanismo della trascrizione in procarioti ed eucarioti
• Struttura e funzione di RNA transfer e ribosomi. Il codice genetico, il meccanismo di riconoscimento codone-anticodone. Meccanismni per la generazione di diverse proteine tramite modifiche del messaggero. Il meccanismo della traduzione in procarioti ed eucarioti

ISBN 9788808261489 David L Nelson, Michael M Cox I principi di biochimica di Lehninger Sesta edizione – 2014 Zanichelli e/o ISBN 9788808175441 Donald Voet, Judith G Voet, Charlotte W Pratt Fondamenti di biochimica terza edizione -2013 - Zanichelli e/o ISBN 9788808198730 Jeremy Berg, John Tiymoczko, Lubert Stryer Biochimica Settima edizione 2012 Zanichelli

L'esame è composto da una prova orale che consiste in un colloquio tra il candidato e il docente, o anche tra il candidato e altri collaboratori del docente titolare.

La prova non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta, oppure non risponde correttamente a domande corrispondenti alla parte piú basilare del corso.

Non sono previste prove intermedie