Scheda programma d'esame
BIOCHIMICA
CLAUDIA MARTINI
Anno accademico2019/20
CdSCHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Codice021EE
CFU9
PeriodoSecondo semestre

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
BIOCHIMICABIO/10LEZIONI63
CHIARA GIACOMELLI unimap
CLAUDIA MARTINI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze in merito a struttura e funzione delle proteine al metabolismo intermedio con particolare attenzione ai processi di controllo e integrazione metabolica e ormonale.

In particolare:

lo studente dovrà conoscere: le proprietà, la struttura e la funzione delle biomolecole con particolare riferimento alle proteine, ai componenti delle reazioni delle vie metaboliche, agli enzimi, ai principali meccanismi di catalisi enzimatica ed ai coenzimi coinvolti. Dovrà inoltre conoscere la sede intracellulare e tissutale di tali vie ed il  loro  significato. Particolare attenzione dovrà essere inoltre rivolta alla integrazione delle vie metaboliche  con riferimento alla regolazione metabolica ed ormonale.

 

Knowledge

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 students 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 mechanisms.

Modalità di verifica delle conoscenze

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. Il voto complessivo terrà conto: 40% delle conoscenze aquisite; 40% sull'applicazione delle conoscenze; 20% sulle capacità comunicative e in particolare sull'utilizzo della terminologia più corretta.

Assessment criteria of knowledge

During the final oral exam the students must be able to demonstrate his/her knowledge of course contents. The final exam could be diluted by periodic quizzes/written tests. 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 using the appropriate terminology.

Capacità

Al termine del corso lo studente dovrà:

avere capacità di gestione degli argomenti appresi e loro applicazione al raggiungimento degli obiettivi generali del corso di studio;

sapere  applicare le conoscenze acquisite allo studio dell'interazione delle biomolecole, in particolare proteine, con molecole ad azione terapeutica anche di estrazione e di nuova sintesi;

conoscere gli strumenti bibliografici disponibili al fine dell'approfondimento degli argomenti svolti.

Skills

By the end of the course:

students will know how to use the learned knowledge for studying molecular interactions with cellular targets;

students will be able to manage the biochemical topics, in particular the interactions among metabolic pathways;

students will be able to know the main bibliographic sources.

Modalità di verifica delle capacità

Dutante le prove in itinere e/o la sessione orale verrà verificata:

la capacità di spiegare i collegamenti fra le vie metaboliche in particolare durante le fasi di digiuno breve/o protratto e dopo pasto

la soluzione di esercizi specifci 

almeno un approfondimento a scelta dello studente

Assessment criteria of skills

During the "in itinere" tests and the final oral exam:

specific questions about the interelationship among metabolic pathways will be asked;

specific exercise will be aproposed;

a specif topic, chosen by students, will be deeply discussed.

Comportamenti

Lo studente dovrà acquisire:

sensibilità verso l'organizzazione molecolare della vita;

accuratezza e precisione;

conoscenza di come si sviluppa il sapere scientifico.

Behaviors

Students will acquire and/or develop an awareness of molecular organization of life
Students will increase their knowledge on the research method 
Students will acquire accuracy and precision.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante le lezioni frontali verranno proposti quesiti orali agli studenti richiamando i concetti fondamentali del corso.

Verranno valutate in sede di verifica in itinere/orale l'accuratezza e precisione.

Assessment criteria of behaviors

During the exams sessions, the accuracy and precision will be evaluated
During face to face lessons, some questions will be proposed in order to remind the main content of the course topics.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenze di Chimica Generale, Chimica Organica I e II, Biologia e Principi di Biologia Molecolare

Prerequisites

Basic skills of organic and inorganic chemistry, biology and molecular biology

Programma (contenuti dell'insegnamento)

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

Syllabus

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..

Bibliografia e materiale didattico

• D.L. Nelson, M.M. Cox “I principi di Biochimica di Lehninger” Settima Edizione. ed. Zanichelli (2018).

• T.M. Devlin "Biochimica con aspetti clinico farmaceutici" Edises (2013)

•D. Voet, J.G. Voet, C. W. Pratt “Fondamenti di Biochimica” Quarta Edizione. Ed. Zanichelli. (2017).

• J N Berg, J M Berg, J L Tymoczko, L. Stryer "Biochimica" Settima Edizione, ed. Zanichelli (2012) (specialmente per la parte mioglobina e emoglobina)

Materiale didattico consiste dei libri di testo e di ricerca su siti scientificamente accreditati indicati volta per volta dal docente.

 

 

Bibliography

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

Modalità d'esame

L’esame finale è costituito da una prova orale che riguarderà gli argomenti svolti durante il corso.

Assessment methods

During the final oral exam the students must be able to demonstrate his/her knowledge of course contents.

Ultimo aggiornamento 10/09/2019 17:53