Biochemistry and analytical biochemistry (2014/2015)

Course code
4S02696
Credits
12
Coordinator
Paola Dominici
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Teaching is organised as follows:
Unit Credits Academic sector Period Academic staff
BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA 8 BIO/10-BIOCHEMISTRY I sem. Paola Dominici
BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA ANALITICA 4 BIO/10-BIOCHEMISTRY See the unit page See the unit page

Learning outcomes

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MM: BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA
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By the end of the course students should be able to: 1. Understand the basis for the molecular structure of different biochemical compounds; 2. Understand the biosynthesis of basic biochemical “building blocks”; 3. Understand the conformation, dynamics, and function of proteins; 4. Understand the generation and storage of metabolic energy; 5. Understand overall aspects of the integration of metabolic processes; 6. Have developed the skills to accumulate, integrate, and apply biochemical information in their own field of study
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MM: BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA ANALITICA
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Conoscenza e sperimentazione delle metodologie biochimiche di base, attraverso lezioni teoriche e pratiche. Lo studente riceverà una preparazione sistematica sulle principali tecniche impiegate nel laboratorio di biochimica per l’identificazione, l’isolamento e lo studio strutturale e funzionale delle macromolecole biologiche, con particolare attenzione alla purificazione ed identificazione di proteine.

Syllabus

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MM: BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA
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Course Description: Chemistry of biomolecules with emphasis on the bioenergetics and control of metabolic pathways via regulation of specific enzymes. Specific Coverage: I. Proteins, protein structure and mechanism. II. Enzyme mechanism and Enzyme kinetics III. Metabolism: Carbohydrates, conversion of sugars, anaerobic and aerobic metabolism. Fat catabolism. Amino acid degradation. IV. Anabolic Pathways: Carbohydrates, fats and lipids, amino acids and steroids. V. DNA replication
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MM: BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA ANALITICA
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Purificazione delle proteine Proprietà ioniche di amminoacidi e proteine. Punto isoelettrico. Preparazione del campione. Metodi di rottura delle cellule e produzione degli estratti grezzi iniziali. Metodi di solubilizzazione delle proteine. Tamponi salini. Tecniche di frazionamento e precipitazione. Filtrazione, dialisi, concentrazione del campione. Tecniche spettroscopiche. Proprietà della radiazione elettromagnetica. Interazione luce-materia. Stati e processi coinvolti nei fenomeni di assorbimento, emissione e decadimento. Spettroscopia di assorbimento nell’ultravioletto e nel visibile. Aspetti qualitativi e quantitativi dell'assorbimento della luce. Metodi colorimetrici e spettroscopici applicati alla determinazione della concentrazione proteica. Spettrofotometri. Spettroscopia di emissione e fluorescenza. Fluorofori intrinseci ed estrinseci. Proteine fluorescenti (Green fluorescent protein) Spettrofluorimetri. Fluorescence resonance energy transfer (FRET). Dicroismo circolare. Metodi di centrifugazione. Principi fondamentali della sedimentazione. Tipi di centrifuga. Tipi di rotore. Centrifugazione preparativa: differenziale, in gradiente di densità. Applicazioni pratiche della centrifugazione preparativa e frazionamento subcellulare. Centrifugazione analitica e sue applicazioni. Tecniche cromatografiche. Principi della cromatografia. Il cromatogramma. Parametri che determinano le prestazioni cromatografiche. Equazione di Van Deemter. Cromatografia su colonna: scambio ionico, esclusione molecolare, affinità, interazione idrofobica e loro applicazioni. Tecniche elettroforetiche. Principi generali e mobilità elettroforetica. Materiali di supporto. Elettroforesi di acidi nucleici. Elettroforesi di proteine. SDS PAGE. Elettroforesi in condizioni native. Colorazione delle proteine su gel. Blotting delle proteine (western blotting). Isoelettrofocalizzazione. Elettroforesi capillare. Gel elettroforesi bidimensionale. Laboratorio 1. Determinazione della concentrazione di una proteina incognita tramite assorbimento a 280 nm e tramite metodo colorimetrico Bradford. 2. Determinazione dello spettro d’assorbimento del coenzima piridinico NADH (forma ridotta) e determinazione del coefficiente di estinzione molare del NADPH. 3. Determinazione dei parametri cinetici, costante di Michaelis-Menten e numero di turnover, dell’enzima fosfatasi acida utilizzando il metodo di linearizzazione grafica di Lineweaver-Burk. 4. Determinazione del peso molecolare di una proteina incognita mediante cromatografia ad esclusione molecolare. 5. Separazione di proteine mediante elettroforesi in condizioni denaturanti (SDS-PAGE) seguita dalla visualizzazione delle bande mediante colorazione con Blu di Comassie 6. Trasferimento delle proteine su membrana di nitrocellulosa mediante elettroblotting seguita da immunorivelazione delle proteine per l’identificazione di una o più proteina sfruttando la specificità di legame con un anticorpo (WESTERN BLOT).

Assessment methods and criteria

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MM: BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA
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Modalita’ esame: L’esame finale (scritto per gli studenti di Bioinformatica) verterà su tutti gli argomenti del programma. Lo studente dovrà rispondere ad una serie di domande a risposta aperta, dimostrando di aver compreso e di essere in grado di utilizzare i concetti fondamentali di ogni argomento. L’esame finale (orale per gli studenti di Biotecnologie) verterà su tutti gli argomenti del programma. Lo studente dovrà rispondere ad una serie di domande, dimostrando di aver compreso e di essere in grado di utilizzare i concetti fondamentali di ogni argomento.
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MM: BIOCHIMICA E BIOCHIMICA ANALITICA: BIOCHIMICA ANALITICA
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L’esame finale (scritto) 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.