Biochimica e biochimica analitica - BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA (2010/2011)

Codice insegnamento
4S02696
Docente
Paola Dominici
crediti
8
Altri corsi di studio in cui è offerto
Settore disciplinare
BIO/10 - BIOCHIMICA
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
I semestre dal 4-ott-2010 al 31-gen-2011.

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Orario lezioni

I semestre
Giorno Ora Tipo Luogo Note
martedì 16.30 - 18.30 lezione Aula D  
mercoledì 10.30 - 12.30 lezione Aula D  
venerdì 9.30 - 11.30 lezione Aula D  

Obiettivi formativi

Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze scientifiche sui componenti molecolari della cellula, sui processi biochimici correlati con la produzione, conservazione e utilizzazione dell’energia metabolica, sulla cinetica enzimatica, sulla regolazione dell’attività degli enzimi, sulle vie dell'informazione.

Programma

I COMPONENTI MOLECOLARI DELLE CELLULE:

Le proprieta' che caratterizzano i sistemi viventi
Molecole biologiche: Gerarchia tra le molecole biologiche: le molecole semplici come unita' di strutture complesse

Acqua, pH ed equilibri ionici

Aminoacidi
Proprieta' acido-base degli aminoacidi. Attivita' ottica e stereochimica degli aminoacidi.

Le proteine: funzioni biologiche e struttura primaria
Legame peptidico. Architettura delle molecole proteiche
La struttura tridimensionale delle proteine:
La struttura secondaria:descrizione di eliche e foglietti ripiegati. I grafici di Ramachandran
Proteine globulari: struttura terziaria e diversita' funzionale
Modelli di ripiegamento. Fattori che determinano la struttura secondaria e terziaria Informazione e termodinamica del riegamento
Cenni di cinetica del ripiegamento : ruolo degli chaperon molecolari.
Movimenti all'interno delle proteine globulari.
Struttura quaternaria delle proteine
Lipidi e membrane: Acidi grassi. Triacilgliceroli.
Membrane:Modello a mosaico fluido. Trasporto di membrana
Nucleotidi e acidi nucleici . DNA ed RNA. Proprieta’ dei nucleotidi. Stabilita’ e formazione del legame fosfodiestere. Denaturazione e rinaturazione DNA.

DINAMICA DELLE PROTEINE:
Gli enzimi: Potere catalitico, specificita' e regolazione.
Cinetica enzimatica: Energia libera di attivazione e azione dei catalizzatori.
L'equazione di Michaelis-Menten. Assunzione dello stato stazionario. I parametri cinetici. Numero di turnover. Metodi grafici lineari: vantaggio.Fattori che regolano la velocita' enzimatica.
Inibizione enzimatica: irreversibile e reversibile. Competitiva e non competitiva.
Cinetica delle reazioni che coinvolgono due substrati: Reazioni a spostamento singolo casuali, ordinate, a spostamento doppio.
Meccanismi di controllo dell'attivita' enzimatica.

Trasporto e deposito dell'ossigeno: il ruolo di emoglobina e mioglobina.
Relazione struttura-funzione di Mb ed Hb
Emoglobina: legame cooperativo e allosteria. Modelli per la transizione allosteria nell'emoglobina: il modello simmetrico e il modello sequenziale.Effettori eterotropici.
Evoluzione delle proteine.

GENERAZIONE E CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA METABOLICA

La bioenergetica. Concetti termodinamici basilari.Energia, calore, lavoro.
Entropia ed energia libera. L'andamento di una reazione, la variazione di energia libera standard. Effetto del pH e della cancentrazione sulle energie libere standard.
Termodinamica dei processi irreversibili: la vita sulla via del non equilibrio. L'importanza dei processi accoppiati nei sistemi viventi.

ATP e composti ad alta energia: potenziale di trasferimento di gruppo. La carica energetica.
Il metabolismo.
Le vie metaboliche centrali e il metabolismo energetico. Esistenza di vie degradative e biosintetiche indipendenti. Le ossidazioni come fonte di energia metabolica. Principali meccanismi di controllo del metabolismo.

La glicolisi :Aspetti generali. L'importanza delle reazioni accoppiate nella glicolisi. reazioni della glicolisi.
I destini metabolici del NADH e del piruvato

Il ciclo degli acidi tricarbossilici: La fase di collegamento: la decarbossilazione ossidativa del piruvato.Le reazioni del ciclo.Il ciclo dei TCa come fonte di intermedi per le vie biosintetiche. Le reazioni anaplerotiche.

Trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa: Potenziali di riduzione. I complessi della catena di trasporto degli elettroni.
L'approccio termodinamico all'ipotesi dell'accoppiamento chemioosmotico. ATP sintasi. I sistemi navetta per il trasporto di NADH citosolico nei mitocondri.

Gluconeogenesi, metabolismo del glicogeno e via dei pentosi fosfati.

La beta- ossidazione degli acidi grassi a numero di atomi di C pari, dispari; di acidi grassi mono- e poliinsaturi.

La biosintesi dei lipidi : Confronto tra vie di biosintesi e di degradazione. Le reazioni della biosintesi dei lipidi.

Metabolismo degli aminoacidi e ciclo dell'urea :
Aminoacidi : destino dello scheletro carbonioso e del gruppo aminico. Reazioni di transaminazione, deaminazione ossidativa e deaminazione non ossidativa. Ciclo dell'urea.

TRASFERIMENTO DELL’INFORMAZIONE

Replicazione del DNA. Enzimologia della replicazione :struttura/funzione delle DNA polimerasi. Fedelta’ di replicazione del DNA.

Modalità d'esame

L’esame finale (orale) verterà su tutti gli argomenti del programma. Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso e di essere in grado di utilizzare i concetti fondamentali di ogni argomento.