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BIOCHIMICA

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Anno accademico 2012/2013

Codice dell'attività didattica
MFN1171
Docenti
Prof. Gianfranco Gilardi FRSC (Titolare del corso)
Prof. Francesca Valetti (Titolare del corso)
Corso di studi
Chimica e Tecnologie Chimiche
Anno
2° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
BIO/10 - biochimica
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Sommario insegnamento

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Risultati dell'apprendimento attesi

Il corso ha lo scopo fornire allo studente della Laurea triennale in Chimica e Tecnologie Chimiche la conoscenze basilari  sulla struttura e funzione delle macromolecole biologiche e sulle principali vie metaboliche. 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.

Oggetto:

Programma

Gli aminoacidi: Struttura e proprietà generali, I legami peptidici, Classificazione e caratteristiche, le proprietà acido-base, I derivati degli aminoacidi
Le proteine: struttura primaria, Purificazione ed analisi dela proteine, Il sequenziamento delle proteine, L’evoluzione delle sequenze proteiche
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
La funzione delle proteine: la mioglobina e l’emoglobina, La cooperatività
Carboidrati: Monosaccaridi cenni, Polisaccaridi cenni, Le  glicoproteine:  proteoglicani, pareti cellulari dei batteri
le proteine glicosilate, le funzioni degli oligosaccaridi
I lipidi e le membrane biologiche, Classificazione di lipidi, I bilayers lipidici, Proteine di membrana, Strutture e assemblaggio delle membrane
La catalisi enzimatica: Proprietà generali degli enzimi, L’energia di attivazione e la coordinata di reazione, Meccanismi di catalisi, Esempi (proteasi)
Cinetica enzimatica, inibizione e regolazione: Analisi dei dati cinetici, Inibizione enzimatica, Regolazione allosterica
Introduzione al metabolismo: Le via metaboliche, Il flusso metabolico, I composti ad alta energia, Le reazioni redox: NAD e FAD, l’eq. di Nernst, Metodi di studio del metabolismo
Il catabolismo del glucosio: La glicolisi, La fermentazione, Il controllo della glicolisi, Il ciclo dei pentosi
Il metabolismo del glicogeno e la gluconeogenesi: Demolizione e sintesi del glicogeno, la gluconeogenesi
Il ciclo dell’acido citricoIl trasporto di elettroni e la fosforilazione ossidativa:
La catena respiratoria
La fosforilazione ossidativa
Il controllo del metabolismo ossidativo
La fotosintesi: La reazioni della fase luminosa, Le reazioni della fase oscura: Il ciclo di Calvin. La foto respirazione
Cenni al metabolismo degli aminoacidi: La funzione del PALP nel catabolismo degli aminoacidi
Il metabolismo energetico dei mammiferi: integrazione e regolazione: Gli organi, Il controllo ormonale  del metabolismo energetico, La trasduzione del segnale, I distrubi del metabolismo energetico
Il metabolismo dei lipidi: Ossidazione degli acidi grassi: la b-ossidazione, le ossidazioni a e w, La liponeogenesi, Il metabolismo del colesterolo
Nuclotidi, acidi nucleici e informazioni genetiche: I nucleotidi, Struttura degli acidi nucleici, La composizione in basi del DNA, la doppia elica, Cenni ai metodi di sequenziamento, La manipolazione del DNA, La trascrizione  e la maturazione dell’RNA e la traduzione

Aminoacids: structure and general properties, peptide bond, aminoacid clòassificatin and characteristics. Acid-base properties, aminoacid derivatives
Proteins: primary structure. Purification and analysis of proteins. Protein sequencing. Evolution of protein structure. 3D structure: the secondary structure: -helix, -strand. Fibrous proteins. The tertiary structure. Quaternary structure and symmetry. Protein stability. Folfing. Bioinformatics for protein structure. Protein function: myoglobin and hemoglobin. Cooperativity.
Carbohydrates: Monosaccharides and polisaccharides. Glycoproteins: proteoglycans, bacterial cell wall, glycosylated proteins. Functions of oligosaccharides.
Lipids and biological membranes: lipid clsssification. Bilayers. Membrane proteins. Membrane structure and assembly.
Enzyme catalysis: general properties of enzymes. The activation energy and reaction coordinate. Enzyme catalysis: mechanism examples (proteases) Enzyme kinetics, inhibition. Kinetic data analysis. Allosteric effects.
Introduction to metabolism: the metabolic pathways and flux. High energy compounds. Redox reaction: NAD and FAD. The Nernst equation in biochemistry.How to study metabolism.
Glucose catabolism: Glycolysis  and fermentation. Glycolysis control. Pentose cycle.
Glycogen metabolism and gluconeogenesis. Glycogen breakdown and synthesis. Gluconeogenesis.
The citric acid cycle
Electron transport and oxidative phosphorilation: the respiratory chain and oxidative phosphorilation. Control of oxidative metabolism.
Photosysnthesis: Light reactions, Dark reactions, the Calvin cycle. Photorespiration  
Introduction to aminoacid metabolism: PALP in the catabolism of aminoacids
Energy metabolism in mammalians: regulation and integration. Organs. The h of energy metabolism. Signal transduction. Energy metabolism deseases.
Lipid metabolism: Fatty acids oxidation: - oxidation,   and oxidation. Liponeogenesis. Cholesterol metabolism.
Nucleotides, nucleic acids and genetic information:  Nucleotides, nucleic acid structure/function, Bases composition of DNA. The double helix. Sequencing methods. DNA manipulation. Transcription and RNA maturation. Translation.  

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso: http://chimica.campusnet.unito.it/cgi-bin/home.pl

I testi base consigliati per il corso sono:
- PRATT, VOET VOET: Fondamenti di Biochimica, Zanichelli
- E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni: appunti delle lezioni disponibili sul sito

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



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Note

Il corso è comune al III anno di Chimica e si terrà in aula Magna

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Ultimo aggiornamento: 28/05/2013 08:26
Location: https://chimicaetecnologie.campusnet.unito.it/robots.html
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