Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

In accordo con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea questo insegnamento ha lo scopo fornire allo studente della Laurea triennale in Chimica e Tecnologie Chimiche la conoscenze basilari della biochimica descrittiva e dei principali processi enzimatici di funzionamento degli organismi complessi, con focus sul metabolismo  dei carboidrati. L'attenzione verrà focalizzata sulle proprietà delle bio-molecole e delle reazioni catalizzate. Si farà richiamo alle specifiche conoscenze degli studenti di chimica, in modo da valorizzare gli strumenti di approccio che già possiedono, evitando di trattare la materia come "unicum" nel curriculum formativo. Attraverso la trattazione delle vie metaboliche verranno fornite informazioni sulle principali applicazioni industriali delle reazioni implicate nei campi della biocatalisi, della chimica delle fermentazioni e della biodegradazione, fornendo gli elementi basilari per orientarsi professionalmente. Lo studente dovrà essere in grado di orientarsi sui principali argomenti della biochimica dimostrando di conoscere i composti di interesse biologico in termini di struttura e di funzione, con particolare attenzione alla potenzialità che alcune macromolecole dimostrano per le moderne tecnologie in campi professionalmente rilevanti per il laureato in chimica triennale (fermentazioni, green chemistry, gestione degli scarti industriali, nuovi materiali). Lo studente dovrà dimostrare di possedere gli strumenti necessari a interagire con competenza con colleghi che abbiano una formazione in campo biologico (biochimico, microbiologico, biologico molecolare e cellulare), valorizzando le proprie competenze chimiche sulle molecole dei viventi. Il corso ha anche lo scopo di dare le basi indispensabili per affrontare le lauree specialistiche biennali nelle quali compaiano discipline biologiche.

 

Lo studente dovrà essere in grado di orientarsi sui principali argomenti della biochimica dimostrando di conoscere i composti di interesse biologico in termini di struttura e di funzione, con particolare attenzione alla potenzialità che alcune macromolecole dimostrano per le moderne tecnologie in campi professionalmente rilevanti per il laureato in chimica triennale (fermentazioni, green chemistry, gestione degli scarti industriali, nuovi materiali).

 

1) Gli aminoacidi: struttura e proprietà generali, i legami peptidici. Classificazione e caratteristiche degli aminoacidi, le proprietà acido-base, i derivati degli aminoacidi.

2) Le proteine: struttura primaria, purificazione ed analisi delle proteine, il sequenziamento delle proteine, l'evoluzione delle sequenze proteiche.

3) Le proteine: struttura tridimensionale. La struttura secondaria: -elica e foglietto, le proteine fibrose. La struttura terziaria. Struttura quaternaria e simmetria. Stabilità delle proteine, folding, la bioinformatica strutturale.

4) La funzione delle proteine: la mioglobina e l'emoglobina, la cooperatività.

5) Carboidrati: monosaccaridi (cenni), polisaccaridi (cenni). Le glicoproteine: proteoglicani, pareti cellulari dei batteri, le proteine glicosilate, le funzioni degli oligosaccaridi.

6) I lipidi e le membrane biologiche. Classificazione di lipidi, i "bilayers" lipidici, proteine di membrana, strutture e assemblaggio delle membrane.

7) Nucleotidi, struttura e funzione degli acidi nucleici.

8) Le vitamine come cofattori della catalisi enzimatica: NAD, FAD, vit C, CoQ, vit E e K, TPP, PLP, vit H, CoA

9) La catalisi enzimatica: proprietà generali degli enzimi, L'energia di attivazione e la coordinata di reazione, meccanismi di catalisi, esempi. Cinetica enzimatica. Inibizione e regolazione: analisi dei dati cinetici, inibizione enzimatica, regolazione allosterica.

10) Introduzione al metabolismo: le vie metaboliche, il flusso metabolico.

10a) I composti ad alta energia.

11) Metodi di studio del metabolismo. Il catabolismo del glucosio: la glicolisi, la fermentazione, il controllo della glicolisi. Il ciclo dei pentosi.

12)  Il ciclo dell'acido citrico (il ciclo di Krebs)

13)  Il trasporto di elettroni e la fosforilazione ossidativa: la catena respiratoria, la fosforilazione ossidativa. Il controllo del metabolismo ossidativo

 

Lezioni in presenza

 

In presenza al computer

L'esame finale è cosi articolato:  

l'esame su piattaforma moodle in più parti

PARTE I  (Biomolecolei) : 14 domande miste a scelta multipla, dettagliate e con formule (35 min)                    

PARTE II (Vitamine)     : 3 domande miste a scelta multipla, dettagliate e con formule (10 min)

PARTE III (Enzimi)        : 10 domande a scelta multipla, con grafici e formule (8 min)

PARTE V (Metabolismo): 10 domande miste a scelta multipla, dettagliate, con vie metaboliche e con formule (25 min)                    

 

Il voto finale è calcolato agglomerando le parti come indicato qui di seguito:

PARTE I  (Biomolecole) : peso sul voto finale 50%

PARTE II (Vitamine)      : peso sul voto finale 10%

PARTE III (EnzimI)        : peso sul voto finale 10%

PARTE IV (Metabolismo): peso sul voto finale 30%

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile in Moodle

https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=2941

 

Testi consigliati: 

Dean R. Appling - Spencer J. Anthony-Cahill - Christopher K. Mathews. Biochimica. Molecole e metabolismo. Edizione qualsiasi. Casa Editrice Pearson. Anno 2017 (qualsiasi). ISBN 9788891912022

Lehninger - Nelson -; Cox. I principi di biochimica di Lehninger  Edizione qualsiasi. Casa Editrice Zanichelli, anno 2018 (qualsiasi). ISBN 9788808920690

Campbell - Farrell-McDougal.Biochimica. Edizione qualsiasi. Casa Editrice EdiSES. Anno 2019 (qualsiasi). ISBN 9788833190505

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse: - www.expasy.ch - www.rcsb.org/pdb