Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

Biochimica II (III anno), discipline biologiche previste nelle LM in chimica

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).

Lezioni Frontali

Esame al computer che prevede  domande chiuse e semistrutturate: proteine, altre macromolecole biologiche, metabolismo e due test a domande strutturate o semistrutturate su enzimi e catalisi e sui coenzimi vitaminici. L'esame valuta la conoscenza complessiva su tutti gli argomenti trattati, almeno ad un livello di base, con approfondimenti mirati, in accordo con gli obiettivi di apprendimento specifici. La durata complessiva dell'esame scritto è di 1,5 ore.

L'articolazione dettagliata della prova scritta in parti/argomenti è come segue:

PARTE I (Prof. Valetti):  10 DOMANDE CHIUSE SULLE BIOMOLECOLE + 1 domada specifica su aminoacidi+ 2 DOMANDE semistrutturate sulle Proteine + 1 domanda semistrutturata su altre macromolecole (alternativamente su lipidi, carboidrati, acidi nucleici)   

PARTE II (prof. Valetti): 3 domande semistrutturate SULLE VITAMINE: formule e dettagli sul meccanismo come cofattori  

PARTE III (prof. Gilardi): 10 DOMANDE CHIUSE SUGLI ENZIMI 

PARTE IV (prof. Gilardi):  8 domande a scelta multipla + 2 semistrutturate sui metabolismi

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

PARTE I + II voto su base/30 con peso 50%  (argomenti: proteine: 60%, lipidi, carboidrati, acidi nucleici 40%)

PARTE III voto su base 30 con peso 10%

PARTE III voto su base 30 con peso 10%

PARTE IV voto su base 30 con peso 30%

1) Gli aminoacidi: Struttura e proprietà generali, I legami peptidici, Classificazione e caratteristiche, le proprietà acido-base, I derivati degli aminoacidi

2) Le proteine: struttura primaria, Purificazione ed analisi dela 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 (proteasi) Cinetica enzimatica, inibizione e regolazione: Analisi dei dati cinetici, Inibizione enzimatica, Regolazione allosterica Introduzione al metabolismo: Le via metaboliche, Il flusso metabolico,

10) I composti ad alta energia, Le reazioni redox: NAD e FAD, l'eq. di Nernst,

11) 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

12)  Il ciclo dell'acido citrico

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

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso: http://chimica.campusnet.unito.it/cgi-bin/home.pl Il testo base consigliato per il corso è: 

Biochimica Molecole e metabolismo con MyLab e e Text
di Appling - Cahill - Mathews

Pearson Ed.

 - 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