- Oggetto:
- Oggetto:
Biochimica/BIOCHEMISTRY - CTF
- Oggetto:
Anno accademico 2012/2013
- Codice dell'attività didattica
- FAR0024
- Docente
- Prof. Gianni BALLIANO (Titolare del corso)
- Corso di studi
- [f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
- Anno
- 2° anno
- Periodo didattico
- Secondo semestre
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- BIO/10 - biochimica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso è orientato alla descrizione della struttura e della funzione delle principali classi di biomolecole (proteine, glicidi e lipidi), così come alla presentazione del complesso intreccio tra le vie metaboliche (cataboliche e biosintetiche). Il corso comprende una sezione dedicata alla descrizione del trasferimento dell'informazione genica dal DNA alle proteine: in questa sezione, particolare attenzione verrà posta ai "dogmi" della biologia molecolare messi recentemente in discussione. Il corso si propone di offrire le basi per i corsi strettamente collegati di Biochimica Applicata e Biologia Molecolare. Si pone inoltre come propedeutico ai corsi attinenti alle patologie e ai loro trattamenti (Patologia, Chimica Farmaceutica, Farmacologia).he course is aimed at describing structure and function of the chief biological molecules (proteins, carbohydrates, lipids) as well as giving the picture of the complex interaction among metabolic pathways in humans. A section describing the flow of information from DNA to proteins is also included: in this section, the attention will be drawn to the revision of the central dogma of molecular biology. The course will give the essential requirements for the strictly related courses of Applied Biochemistry and Molecular Biology. The course will also offer the background for courses dealing with human diseases and their treatment (Pathology, Pharmaceutical Chemistry and Pharmacology).
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Ci si attende che venga acquisita una buona conoscenza della struttura e della funzione delle diverse classi di biomolecole, e che i processi metabolici vengano compresi nella loro stretta interdipendenza. Ci si attende inoltre che la parte sul trasferimento dell'informazione genica dal DNA alle proteine, con i suoi "dogmi" messi in crisi, suggerisca la necessità di un continuo aggiornamento del proprio bagaglio scientifico.Students are expected to gain a good knowledge of the structure and function of different classess of biomolecules as well as the ability to describe the main metabolic pathways and recognize their interactions. Furthermore, the presentation of the molecular biology section of the course as a "under continuous revision section" is expected to stimulate the propensity to continuously update own scientific background.- Oggetto:
Attività di supporto
Il docente è disponibile ad incontri di approfondimento e/o ripasso (meglio se in gruppo)Teacher is ready to meet students for additional explanations and/or revisions- Oggetto:
Programma
CORSO DI BIOCHIMICA PER C T F
PROGRAMMA ANNO ACCADEMICO 2012/2013
PROTEINE Amminoacidi. Struttura primaria e legame peptidico. Strutture secondaria, terziaria e quaternaria. Il folding e le malattie da misfolding. Mioglobina ed emoglobina.
GLICIDI Aldosi e chetosi.. Amminozuccheri. Polisaccaridi: cellulosa, chitina, amido, glicogeno. Mucopolisaccaridi e mucopolisaccaridosi, eparina.
LIPIDI Acidi grassi saturi e insaturi, cere, triacilgliceroli, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, steroli e colesterolo, vitamine liposolubili. Lipidi-segnale. Membrane biologiche e proteine di membrana.
ENZIMI Classificazione. Catalisi non covalente e covalente. Proteasi. Equazione e grafico di Michaelis e Menten. Parametri cinetici: KM, Vmax e kcat, kcat / KM. Effetto di pH e T. Grafico di Lineweaver-Burk. Inibitori. Enzimi allosterici.
INTRODUZIONE AL METABOLISMO Processi catabolici, biosintetici, anfibolici. ATP e composti ad "alta energia". Vitamine e coenzimi: coenzimi piridinici e flavinici. NAD, NADP, FAD, FMN. Coenzima A e altri derivanti vitaminici.
GLICOLISI Reazioni, termodinamica e regolazione. F-2,6-BP ed enzima tandem chinasi-fosfatasi. Fermentazione lattica e alcolica. Collegamento con il metabolismo lipidico.
CICLO DI KREBS Complesso della piruvato deidrogenasi. Reazioni, enzimi e regolazione. Reazioni anaplerotiche. Collegamento con altre vie metaboliche. Ciclo del gliossilato.
FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA I complessi della catena respiratoria. Trasportatori fissi e mobili di elettroni: ubichinone, citocromo c e altri citocromi, centri FeS, coenzimi flavinici. Teoria chemiosmotica. Struttura e funzione dell'ATP sintasi. Disaccoppiamento. Sistemi navetta del NADH citosolico.
VIA DEI PENTOSO FOSFATI Fasi ossidativa e non ossidativa. Risposte al fabbisogno di NADPH, riboso-5-P e ATP. Enzima malico. Reazioni monossigenasiche. NADPH e glutatione reduttasi. Favismo e altre carenze di G6PDH.
METABOLISMO DEL GLICOGENO Glicogeno fosforilasi e glicogeno sintasi. UDP-glucoso. Enzima ramificante. Costi e regolazione. Il calcio e la calmodulina.
GLUCONEOGENESI Materiali glucogenici. Reazioni e confronto con la glicolisi. Regolazione.
METABOLISMO DEGLI GLI ACIDI GRASSI Idrolisi dei trigliceridi e destino del glicerolo. Beta-ossidazione. Acidi grassi a catena dispari. Corpi chetonici. Sintesi degli acidi grassi. Trasporto di acetil-CoA. Acetil-CoA carbossilasi, complesso dell’acido grasso sintasi. Le prostaglandine. Regolazione.
METABOLISMO DEL COLESTEROLO Il metabolismo dei fosfolipidi (cenni). Biosintesi del colesterolo: localizzazione cellulare, diramazioni, fabbisogno di NADPH e ATP, fasi principali, reazioni ed enzimi. Regolazione. Le lipoproteine. L'ipercolesterolemia famigliare. Derivati del colesterolo: ormoni steroidei (cenni biosintetici: reazioni monossigenasiche), acidi biliari, vitamina D3. Prenilazione delle proteine.
METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI Catabolismo e ciclo dell’urea. Sintesi di creatina e fosfocreatina. Famiglie biosintetiche degli amminoacidi. Metabolismo delle unità monocarboniose. Biosintesi della tirosina. Fenilchetonuria e alcaptonuria. Biomolecole da amminoacidi (strutture, funzioni e aspetti biosintetici comuni). Arginina e NO.
METABOLISMO DEI NUCLEOTIDI Sintesi: vie de novo e vie di recupero. Origine degli atomi degli anelli purinico e pirimidinico. Ribonucleotide reduttasi, timidilato sintasi e diidrofolato reduttasi.
CASCATE DI SEGNALAZIONE MOLECOLARE Proteine G e cascata dell'AMPc. Cascate del PIP2. Recettori-enzimi. Guanilato ciclasi di membrana e solubile. RTKs (receptors tyrosine kinases). Recettore dell'insulina e simili.
TRASFERIMENTO DELL’INFORMAZIONE GENICA. Struttura del DNA e caratteristiche generali della replicazione. Apparato di replicazione del DNA. Tipi di RNA. Codice genetico e tRNA. Sintesi degli aminoacil-tRNA. Ribosomi e sintesi delle proteine: fasi di inizio, allungamento e terminazione. Ruolo delle proteine G. Sintesi e maturazione dell’RNA. Introni ed esoni. Regolazione dell’espressione genica nei procarioti: operon catabolici e biosintetici.
PROGRAMME
Structure and function of proteins, carbohydrates and lipids
PROTEINS - Structure and properties of aminoacids. Aminoacid families. Peptide bond and secondary structures. Tertiary and quaternary structure. Folding, unfolding. Chaperones and misfolding diseases. Mioglobin and haemoglobin: the globin fold and heme group. The allosteric behaviour of Hb. Oxygen-haemoglobin dissociation curve. Bohr and 2,3-BPG effects.
CARBOHYDRATES – Classes, functions, structures. Glucose, fructose. Aminosugars and mucopolysaccharides. Mucopolysaccharidoses. LIPIDS- Classes, functions, structures. Saturated and unsaturated fatty acids. Glycerophospho- and sphingolipids. Terpenes and lipophilic vitamins. Cholesterol. Biological membranes.
Enzyme kinetics
An overview on the enzymatic reactions. Transition state theory. Covalent and non covalent catalysis. Proteases: a recapitulating example. Michaelis-Menten kinetics: experimental design and kinetic model. T and pH effect. Kinetic parameters and their measure. Inhibitors: classes and examples. Enzyme regulation. Allosteric enzymes.
Metabolism
INTRODUCTION – Catabolic and biosynthetic processes. Thermodynamics of biochemical reactions. ATP: structure, properties, reactions. Other “high-energy” compounds. Vitamins and coenzymes. METABOLIC PATHWAYS – Glicolysis: functions, reactions, regulation. Lactic fermentation. Pyruvate dehydrogenase complex. Krebs cycle: reactions and multiple connections. Oxidative phosphorylation: function, subcellular localization, respiratory chain complexes. Coenzyme Q, cytochrome c and other electron transporters. Chemiosmotic theory and FOF1 ATP synthase. Penthose phosphate pathway and NADPH requirement. Glycogen metabolism and gluconeogenesis. Fatty acid mobilization and beta-oxidation. Comparison between carbohydrates and lipid degradation. Ketone bodies. Synthesis of fatty acids: transport of acetyl-CoA from mitochondrion, acetyl-CoA activation, fatty acid synthase complex. Regulation of lipid metabolism. Cholesterol biosynthesis and distribution. LDL uptake and hypercholesterolemia. Steroid hormones. Protein prenylation. Protein catabolism. Glucogenic and ketogenic aminoacids. Aminotransferases. Removalof amino acid nitrogen as ammonia. Urea cycle. Aminoacid biosynthetic families. Monocarbon unit metabolism, role of tetrahydrofolate and S-adenosyl methionine. Biomolecules from aminoacids. Purines and pyrimidine nucleotide metabolism: de novo synthesis and rescue. Biosynthetic origin of the atoms in purine and pyrimidine bases. Synthesis of deoxyribonucleotides and thymine. MOLECULAR SIGNALLING – Membrane and nuclear receptors. cAMP and PIP2 cascades, G proteins, cGMP, insulin receptor and RTKs.
Molecular biology
STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS –DNA structure: single strand and double helix. Topology of DNA. Chromatin structure and function. RNA types. DNA REPLICATION –DNA replication in prokaryotes: general mechanism, helicases, SSBP, primase, DNA polymerases, ligase, topoisomerases. An outline of DNA replication in eukaryotes. GENETIC CODE AND tRNA – Genes and genetic code. Decoding the genetic code: initial experiments. tRNA and aminoacyl-tRNA synthetases. Codon-anticodon pairing and wobbling. PROTEIN SYNTHESIS (TRANSLATION) – Ribosome structure and function. Protein synthesis in prokaryotes: initiating, elongation and termination. RNA SYNTHESIS (TRANSCRIPTION) AND PROCESSING – Differences between eukaryotes and prokaryotes. RNA polymerases and transcription process. Different types of splicing and RNA processing. Introns and exons. REGULATION OF GENE EXPRESSION – Catabolic (Lac-operon) and biosynthetic (Trp-operon) operones in prokaryotes. Regulation in eukaryotes: transcription factors and chromatin remodelling. RNAi and gene silencing. Epigenetic control and rubbish DNA.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
NELSON, COX INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA ZANICHELLI
DI LEHININGER
CAMPBELL, FARREL BIOCHIMICA EdiSES
NELSON, COX I PRINCIPI DI BIOCHIMICA ZANICHELLI
DI LEHININGER
MATHEWS, VAN HOLDE BIOCHIMICA CASA ED. AMBROSIANA
STRYER (V ED.) BIOCHIMICA ZANICHELLI
VOET & VOET FONDAMENTI DI BIOCHIMICA ZANICHELLI
TYMOCZKO, BERG, STRYER PRINCIPI DI BIOCHIMICA ZANICHELLI
- Oggetto:
Note
Buona conoscenza di base della Chimica Organica.
ESSENTIAL REQUIREMENTS
Good grounding in organic chemistry is essential.
- Oggetto: