Risonanza magnetica nucleare e imaging (2010/2011)

Corso disattivato

Codice insegnamento
4S000659
Crediti
6
Coordinatore
Henriette Molinari
Settore disciplinare
CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
Teoria 5 I semestre Henriette Molinari
Laboratorio 1 I semestre Henriette Molinari

Orario lezioni

I semestre
Attività Giorno Ora Tipo Luogo Note
Teoria martedì 9.30 - 11.30 lezione Aula L  
Teoria mercoledì 11.30 - 13.30 lezione Aula L  
Laboratorio giovedì 11.30 - 13.30 lezione Laboratorio didattico Gamma  

Obiettivi formativi

Lo scopo di questo corso è di fornire agli studenti la conoscenza di uno dei più importanti metodi di indagine strutturale nelle “life science”, vale a dire la spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) e la sua applicazione all’imaging molecolare. Il corso si propone di delineare i principi di base degli esperimenti NMR sia mono che multidimenionali e le applicazioni finalizzate: i) alla comprensione, a livello molecolare, della correlazione tra struttura e funzione di macromolecole biologiche; ii) alla comprensione delle interazioni proteina-proteina, proteina-piccola molecola, proteina-membrane e modelli di membrana; iii) allo studio del folding proteico; iv) allo studio della dinamica dei sistemi, v) allo studio di sistemi “in cell”; vi) alle tecniche di imaging e applicazioni relative in vivo e in vitro. -------

Programma

Basi fisiche dell’ NMR
Spin e momento magnetico. Spin nucleari. Energia di uno spin in un campo magnetico. Moto di precessione. Condizione di risonanza. Eccitazione e rivelazione in un apparecchio NMR. Impulsi a radiofrequenza. 
Moti molecolari e campi fluttuanti. Rilassamento. Fenomeni di tipo T1 e T2. Descrizione dell’architettura dello spettrometro
NMR.
Esperimenti NMR monodimensionali. Chemical shifts. Costanti di accoppiamento, Effetto
Overhauser nucleare. Tempo di correlazione.
Misura dei parametri di rilassamento. Misure dei moti proteici che avvengono
su scale di tempo picosecondi-millisecondi.

Esperimenti NMR multidimensionali: parametri importanti per la seconda dimensione temporale.
Trasferimento di coerenza. Esperimenti omo ed etero nucleari. 
Strategia di assegnamento di uno spettro di una proteina. Assegnazione sequenziale. Vincoli
strutturali e derivazione di strutture rappresentative.

Metodi di overespressione ed arricchimento di sistemi proteici per la biologia strutturale.

Calcolo di una struttura tridimensionale: Inclusione di vincoli NMR in campi di forze. Simulazioni
vincolate. Simulated Annealing, minimizzazioni. Strutture NMR. Metodi di validazione di strutture
Studio delle interazioni proteina-proteina, proteina-piccola molecola. Chemical shift mapping. Line-shape analysis, Metodi di dispersione di rilassamento. Determinazione delle KD
Utilizzo dell’NMR per lo studio del folding proteico. Esperimenti NMR in cell
Tecniche di base per l’imaging.Introduzione (con esempi applicativi), Gradienti, Localizazzione spaziale del segnale, Formazione dell’immagine, sequenze di impulsi base: spin-echo, Contrasto e pesatura delle immagini (T1, T2, T2*, Proton Density).

Modalità d'esame

L'esame consisterà nella presentazione di un articolo, scelto dal docente,
relativo alle tematiche affrontate durante il corso, che saranno oggetto di discussione.

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