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BIOCHIMICA

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BIOCHEMISTRY

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Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
MFN1171
Docenti
Prof. Gianfranco Gilardi (Titolare del corso)
Dott. 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
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Tipologia d'esame
Orale
Propedeutico a
Biochimica II (III anno), discipline biologiche previste nelle LM in chimica

Biohcemistry II courses (III year) and biological disciplined in LM in chemistry
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

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.
The aim of the course is to give the basics of structure and function of biological macromolecules and introduction to the main metabolic pathways for sugar metabolism and energetic pathways. The attention is focused on biomolecules properties and reactivity, recalling basic chemistry concepts already familiar to chemistry students. Examples of applicative outcomes in chemistry industry and processes will be given, focussing on biocatalysis, biodegradation and fermentation processes. The student should be able to recognise the main biological molecules, their structure and function, with a link to their importance in green chemistry, industrial processes and waste treatment. Basic knowledge in biochemistry is necessary for LM courses in chemistry involving biological disciplines.

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Risultati dell'apprendimento attesi

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).

The student should be able to recognise the main biological molecules, their structure and function, with a link to their importance in green chemistry, industrial processes and waste treatment. Basic knowledge in biochemistry is necessary for LM courses in chemistry involving biological disciplines.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

esame scritto che prevede tre domande aperte su: proteine, altre macromolecole biologiche, metabolismo e due test a domande strutturate o semistrutturate su enzimi e catalisi e sui coenzimi vitaminici

Written test with 3 open questions on protines, other macromolecules, metabolism and to tests on enzume and catalysis and on vitamin cofactors.

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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 citrico
Il trasporto di elettroni e la fosforilazione ossidativa:
La catena respiratoria
La fosforilazione ossidativa
Il controllo del metabolismo ossidativo

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. Nucleotides, nucleic acid structure/function, Bases composition of DNA. The double helix. 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.

 

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
Slides are available at: http://chimica.campusnet.unito.it/cgi-bin/home.pl Textbooks suggested are: - PRATT, VOET VOET: Fondamenti di Biochimica, Zanichelli Web sites of interest - www.expasy.ch - www.rcsb.org/pdb



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Ultimo aggiornamento: 16/05/2016 10:23
Location: https://chimicaetecnologie.campusnet.unito.it/robots.html
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