Research-inspired laboratory (2017/2018)



Codice insegnamento
4S003669
Crediti
6
Coordinatore
Alejandro Giorgetti
Settore disciplinare
BIO/10 - BIOCHIMICA
Lingua di erogazione
Inglese
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
a 1 II sem. Alessandra Astegno

Vai all'orario delle lezioni

b 1 II sem. Alejandro Giorgetti

Vai all'orario delle lezioni

c 2 II sem. Daniela Cecconi

Vai all'orario delle lezioni

d 2 II sem. Alessandra Maria Bossi

Vai all'orario delle lezioni

Obiettivi formativi

------------------------
MM: a
------------------------
Il modulo ha lo scopo di fornire allo studente informazioni specifiche sui principi e le tecniche utilizzate nell'ambito dell'ingegneria proteica, con particolare riferimento alla produzione, purificazione e caratterizzazione biochimica e biofisica di proteine ricombinanti. Objectives • To understand construction and expression of foreign gene in prokaryotic and eukaryotic host cells. • To understand recombinant protein production. • To acquire fundamental elements at molecular level concerning protein structure-function relationships • To acquire the required information (theoretical and experimental) to carry out the process of engineering of a protein function/structure.
------------------------
MM: b
------------------------
Il modulo di Bioinformatica ha lo scopo principale di introdurre i metodi computazionali utilizzati oggi per la predizione dell'effetto di varianti associate a malattie sulla struttura/funzione delle proteine. Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di utilizzare i metodi computazionali allo stato dell'arte per la predizione dell'effetto dei mutanti a partire della sequenza e della struttura delle proteine
------------------------
MM: c
------------------------
Il modulo di PROTEOMICA DI ESPRESSIONE DIFFERENZIALE si prefigge l’obiettivo di far acquisire manualità di laboratorio per l’allestimento di un esperimento di proteomica differenziale. L’esperimento potrà essere mirato al confronto di un campione patologico con un campione controllo per l’identificazione di potenziali biomarcatori di utilità clinica; oppure mirato al confronto di un campione cellullare trattato o non con un farmaco per il riconoscimento del meccanismo d’azione molecolare del farmaco stesso.
------------------------
MM: d
------------------------
Il modulo di PROTEOMICA FUNZIONALE si prefigge l’obiettivo di far acquisire manualità di laboratorio per l’allestimento di un esperimento di proteomica targeted, tramite design, preparazione ed applicazione di materiali biomimetici per la cattura selettiva della proteina target in campioni biologici.

Programma

------------------------
MM: a
------------------------
Introduzione all’ingegneria proteica. Progettazione di un esperimento di base di ingegneria proteica. Metodi di espressione di proteine ricombinanti (sistemi procarioti ed eucarioti). Esempi specifici di proteine ingegnerizzate e loro studio (mutagenesi sito specifica, Gel elettroforesi, fluorescenza intrinseca e fluorescenza basata sull’utilizzo del probe idrofobico ANS, proteolisi limitata).
------------------------
MM: b
------------------------
Il modulo si svolgerà interamente in un laboratorio didattico computerizzato. Durante il corso si farà riferimento all'articolo: Predicting the Effects of Amino Acid Substitutions on Protein Function scritto da Pauline C. Ng and Steven Henikoff e pubblicato sul giornale: Annual Review of Genomics and Human Genetics. Le tecniche presentate nell'articolo saranno brevemente introdotte a lezione, per dopo utilizzare i metodi per analizzare l'effetto di mutanti sulla Calmodulina umana. Metodi da utilizzare: Sequence based methods: - Sift - PolyPhen - Panther - PSEC Strcture based methds - Analisi della struttura proteica utilizzando il programma Chimera - Introudrre il mutante nella proteina wild-type - analisi delle interazioni perdute/uadagnate rispetto al wild-type - Studio del potenziale elettorstatico sulla superficie della proteina (wld-type e mutata) Annotation based methods: - iHop - Pfam
------------------------
MM: c
------------------------
Le esperienze pratiche comprenderanno temi fondamentali per un laboratorio di proteomica, ad esempio la quantificazione di un estratto proteico per l’analisi proteomica, la separazione delle proteine tramite mappe elettroforetiche bidimensionali, la rivelazione del profilo proteomico con diversi metodi di colorazione (colorimetrico e fluorescente), l’acquisizione dei profili proteomici, ed un’introduzione all’identificazione delle proteine deregolate tramite spettrometria di massa.
------------------------
MM: d
------------------------
Il modulo di proteomica funzionale permetterà di approcciare l'area di ricerca della biomimesi. Le esercitazioni verteranno su: Disegno razionale in silico del miglior epitopo di una data proteina. Preparazione del materiale biomimetico. Caratterizzazione funzionale del materiale biomimetico. Applicazione del materiale biomimetico per l'arricchimento selettivo della proteina target da campioni biologici e conferma tramite analisi in 2DE della frazione arricchita. Modelling in silico della corona proteica.

Modalità d'esame

La comprensione delle esperienze pratiche e l'acquisizione dei concetti sottesi alle esperinze, sarà verificata attraverso domande aperte (2 bioinformatica, 2 ingegneria proteica; 3 proteomica; 3 proteomica funzionale) in una prova scritta globale composta da un totale di 10 domande, da svolgere in un tempo di 2.5 ore.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
a Keith Wilson, John Walker-Edizione italiana a cura di M.S. Pilone e L. Pollegioni Biochimica e biologia molecolare - Principi e tecniche - Le bioconoscenze e le biotecnologie in laboratorio Raffaello Cortina Editore 2006
a Wilson, Walker Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology Cambridge University Press 2010
b Stefano Pascarella e Alessandro Paiardini Bioinformatica Zanichelli 2011 9788808062192

Opinione studenti frequentanti - 2017/2018