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FA/0052 - BIOCHIMICA APPLICATA E METABOLICA

Anno Accademico ​2015/2016

Docente
ALESSANDRA ​PADIGLIA (Tit.)
BARBARA ​MANCONI
Periodo
Ciclo Annuale Unico ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
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Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/71] ​ ​BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE [60/71-00 - Ord. 2015] ​ ​PERCORSO COMUNE12112
Obiettivi

Modulo di Biochimica Metabolica:
Comprensione dei meccanismi biochimici che regolano le attività metaboliche cellulari, di organi e
tessuti Interrelazioni e adattamenti metabolici nei principali stati fisiologici (alimentazione, digiuno,
esercizio muscolare).
Modulo di Biochimica Applicata:
Acquisire conoscenze approfondite sulla struttura e la funzione degli enzimi, con particolare riferimento da un lato ai meccanismi molecolari alla base dell’attività catalitica, e dall’altro ai meccanismi dell’inibizione e della modulazione. Conoscere alcune delle tecniche di base per l’estrazione, la purificazione e la caratterizzazione delle proteine
Descrittori Europei
CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE: Conoscere le principali vie metaboliche (anaboliche e cataboliche) e la loro compartimentazione in organi e tessuti dei mammiferi. Comprendere i principali meccanismi di regolazione del metabolismo. Comprensione della struttura molecolare degli enzimi in quanto proteine. Capacità di mettere in relazione l’organizzazione strutturale e molecolare delle molecole enzimatiche con la loro attività catalitica, la sua inibizione, modulazione, regolazione. Abilità nel comprendere i protocolli di purificazione delle proteine e le strategie applicative.
CAPACITA’ APPLICATIVE: Lo studio delle specificità biochimiche di organi e stessuti e delle interrelazioni metaboliche fornisce competenze teoriche fondamentali per acquisire capacità applicative nelle metodologie biochimiche. Esercizi guidati, individuali e di gruppo, tesi a verificare la comprensione dei meccanismi molecolari della catalisi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Il corso si propone di stimolare la valutazione obiettiva della didattica proponendo costantemente agli studenti un raffronto tra i contenuti teorici proposti duranti le lezioni frontali e l’acquisizione degli stessi attraverso lo studio autonomo utilizzando i testi consigliati e il materiale didattico fornito. Somministrazione di verifiche formative in itinere (costituite da diverse tipologie di quesiti: a risposta aperta, a risposta multipla, vero/falso, accoppiamento di termini a definizioni) finalizzate all’autovalutazione della comprensione e dell’apprendimento di unità didattiche già completate; valutazione consapevole della didattica.
ABILITÀ NELLA COMUNICAZIONE: Uso del linguaggio specifico (nomenclatura e terminologia) della biochimica e dell’enzimologia in modo appropriato, autonomo e significativo. Capacità di fornire definizioni corrette sul livello organizzativo delle proteine enzimatiche in funzione dei diversi livelli di complessità strutturale. Capacità di esprimere con l’appropriata terminologia biochimica gli eventi metabolici specifici propri di organi e tessuti, la loro interrelazione e regolazione. Capacità di descrivere le tecniche di purificazione di proteine utilizzando la terminologia corretta e la capacità di analizzare un protocollo di purificazione proteica. Dimostrazione della loro comprensione mediante comunicazione orale e rappresentazioni grafiche.
CAPACITÀ DI APPRENDERE: Conoscenze teoriche dell’organizzazione strutturale e molecolare degli enzimi in quanto ‘macchine catalitiche’, sul metabolismo energetico e sull’integrazione metabolica e quindi sul funzionamento degli organismi, acquisite da testi avanzati di biochimica analitica, biochimica metabolica e di enzimologia, nonché da articoli scientifici pubblicati su riviste specializzate, utili per lo sviluppo, l’approfondimento e l’aggiornamento continuo delle conoscenze.

Prerequisiti

Elementi fondamentali di chimica organica e di chimica generale, solide conoscenze di biochimica generale (struttura, proprietà, e funzione delle biomolecole e meccanismi biochimici di produzione e conservazione dell’energia metabolica).

Contenuti

Modulo di Biochimica Applicata.ENZIMI:generalità, classificazione.Tecniche enzimatiche.Richiami di cinetica enzimatica: velocità iniziale, effetto della concentrazione di enzima e substrato, pH e temperatura. Inibizione irreversibile e reversibile. Inibitori competitivi, non competitivi, acompetitivi. Regolazione degli enzimi allosterici.Campioni biologici:omogenizzazione,scelta delle metodiche e dei media;soluzioni-tampone e pH;Precipitazione frazionata di proteine:precipitazione frazionata con solfato d'ammonio e isoelettrica;precipitazione con solventi e polimeri organici;precipitazione al calore.Dialisi ed ultrafiltrazione: principii ed applicazioni.Tecniche cromatografiche:principii generali,risoluzione e piatti teorici. Cromatografia su colonna. Cromatografia di adsorbimento e ripartizione. Cromatografia a scambio ionico di proteine. Cromatografia ad esclusione (gel filtrazione).HPLC.Tecniche elettroforetiche: principii generali, fattori che influenzano la mobilità elettroforetica. Elettroforesi in fase libera. Elettroforesi zonale su acetato di cellulosa.Elettroforesi su gel: PAGE, PAGE-SDS,Metodi di rivelazione e valutazioni quantitative. Focalizzazione isoelettrica(IEF).Elettroforesi bidimensionale.Spettroscopia di assorbimento atomico e molecolare. Spettrofotometria di assorbimento UV e visibile.Principi generali della spettroscopia. Cromofori. Applicazioni della spettroscopia UV-Vis: analisi qualitativa e quantitativa. Legge di Lambert-Beer. Spettrofotometri. Spettrometria di Massa. Sorgente ESI e MAlDI,determinazione della sequenza proteica:spettrometria di Tandem Massa, peptide mapping. LEZIONI DI LABORATORIO:purificazione e caratterizzazione di proteine respiratorie:estrazione della mioglobina ed emoglobina da cuore di maiale; cromatografia a scambio ionico dell’omogenato totale, raccolta delle frazioni, lettura delle frazioni allo spettrofotometro, costruzione di un grafico di eluizione. Analisi elettroforetica mediante SDS-PAGE delle frazioni purificate, determinazione della concentrazione proteica mediante il saggio di Bradford.Analisi delle frazioni purificate mediante spettrometria di massa. Purificazione virtuale di una proteina a partire da una miscela proteica complessa mediante il software “Protein purification” liberamente disponibile al sito web: http://www.agbooth.com/pp_ajax/. Modulo di Biochimica Metabolica.INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA METABOLICA. METABOLISMO DEI GLUCIDI E SUA REGOLAZIONE: i trasportatori del glucosio; la via glicolitica e sua regolazione, formazione del lattato, metabolismo del fruttosio e galattosio, la gluconeogenesi, il complesso della piruvato deidrogenasi, il ciclo di Krebs e sua regolazione, la via dei pentoso fosfati e importanza nei differenti tessuti; deficit di G6PD, la glicogeno sintesi e glicogeno sintasi,glicogenolisi e glicogeno fosforilasi epatica e muscolare.METABOLISMO LIPIDICO E SUA REGOLAZIONE:classificazione dei lipidi, formazione delle lipoproteine HDL, VLDL, ILDL e LDL, importanza e significato delle apolipoproteine,la -ossidazione mitocondriale e perossisomiale, la chetogenesi, la biosintesi del colesterolo e meccanismi di controllo, biosintesi degli acidi grassi, elongazione e desaturazione, biosintesi dei trigliceridi.METABOLISMO DEGLI AMINOACIDI E SUA REGOLAZIONE:deaminazione,transaminazione,decarbossilazione,aminoacidi glucogenetici e chetogenetici,ciclo dell’urea.METABOLISMO DELL’EME:biosintesi e catabolismo.NUCLEOTIDI: metabolismo dei nucleotidi e sua regolazione.METABOLISMO DELL’ETANOLO.IL MUSCOLO: metabolismo energetico delle fibre bianche e rosse, metabolismo degli aminoacidi a catena ramificata, ciclo dell’alanina.LEZIONI DI LABORATORIO: metodo sperimentale di indagine dell’ipercolesterolemia FDB (Familial Defective ApoB mediante la metodica PCR-RFLP.

Metodi Didattici

Modulo di Biochimica Applicata:
6 CFU (32 ore di lezioni frontali + 24 ore di laboratorio)

Modulo di Biochimica Metabolica:
6 CFU (32 ore di lezioni frontali + 24 ore di laboratorio)

Verifica dell'apprendimento

Modalità d’esame

Modulo di Biochimica Applicata:
L’esame orale si supera dimostrando di aver raggiunto gli obiettivi del corso. L’esame prevede la dimostrazione della comprensione dei meccanismi molecolari e della cinetica degli enzimi, e la discussione di metodiche di purificazione e caratterizzazione applicate durante le esercitazioni di laboratorio.

Modulo di Biochimica Metabolica:
L’esame orale si supera dimostrando di aver raggiunto gli obiettivi del corso. L’esame prevede la descrizione delle vie metaboliche, della loro regolazione e delle loro interazioni, e la discussione di metodiche di laboratorio oggetto delle lezioni di laboratorio

Testi

Testi di riferimento

Modulo di Biochimica Metabolica:
Nelson-Cox; I Principi di Biochimica di Lehninger; Zanichelli
Siliprandi e Tettamanti; Biochimica Medica; IV Ed. Piccin
Devlin T.M. BIOCHIMICA con aspetti clinici 5° Ed. Edises

Modulo di Biochimica Applicata:
DE MARCO – CINI, Principi di metodologia biochimica, Piccin
UMBERTO MURA, Enzimi in azione, Fondamenti di cinetica e regolazione delle reazioni enzimatiche, EdiSES

Altre Informazioni

Metodi e strumenti didattici
Lezioni frontali con proiezione di diapositive esplicative

Lingua di insegnamento:
Italiano

Materiale didattico a disposizione degli studenti

Modulo di Biochimica Metabolica
Contenuto delle lezioni svolte dal docente in formato PDF

Modulo di Biochimica Applicata:
Contenuto delle lezioni svolte dal docente in formato PDF

Modalità di iscrizione all’esame
Online tramite il sito UNICA

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