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Biochimica - Tecniche Erboristiche

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Anno accademico 2009/2010

Docente
Prof. Gianni BALLIANO (Titolare del corso)
Corso di studi
[f003-c301] laurea i^ liv. in tecniche erboristiche - a savigliano
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
5
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Fornire le nozioni di base su struttura e funzione delle molecole di interesse biologico; descrivere le principali vie metaboliche mettendo in evidenza le loro interazioni.
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Programma

STRUTTURA DELLE PROTEINE

Panoramica sulle funzioni delle proteine. Gli amminoacidi delle proteine: struttura, proprietà generali, famiglie di amminoacidi. Il legame peptidico. Strutture primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Interazioni stabilizzanti nelle proteine. Il folding delle proteine in vitro e in vivo. Chaperon molecolari e malattie da misfolding (amiloidosi). Modificazioni post-traduzionali delle proteine.

LE PROTEINE CHE TRASPORTANO L'OSSIGENO

II gruppo eme. Struttura e funzioni di mioglobina ed emoglobina. Curve di dissociazione dell'ossigeno: confronto tra mioglobina ed emoglobina. Fattori che modificano l’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno. Varianti fisiologiche e patologiche dell’emoglobina. 

GLICIDI

Funzioni dei glicidi. Classificazione. Monosaccaridi: forme aperte e forme ciclizzate ( e ). Glucosio e fruttosio. Legame glicosidico e disaccaridi (saccarosio, lattosio, maltosio). Amminozuccheri, acido sialico e sialoglicoproteine. Polisaccaridi: cellulosa, chitina, amido, glicogeno. Mucopolisaccaridi e mucopolisaccaridosi. Funzione dell'eparina..

LIPIDI E MEMBRANE BIOLOGICHE 

Definizione di "sostanze di natura lipidica". Ruoli biologici dei lipidi. Classificazione: cere, triacilgliceroli, acidi grassi saturi e insaturi, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, terpeni (steroli e colesterolo), altri derivati dell'unità isoprenica attivata (Vitamine A, D, E, K, ubichinone, dolicoli, proteine farnesilate). I lipidi come segnali intracellulari. I lipidi di membrana e l’architettura delle membrane biologiche. Proteine di membrana.

ENZIMI

Generalità sulle reazioni chimiche. Reazioni eso- ed endoergoniche. Velocità di reazione ed energia di attiviazione. Stato di transizione e sua stabilizzazione: ruolo degli enzimi. Equazione e grafico di Michaelis e Menten. Effetto di pH e T sull'attività enzimatica. Inibitori enzimatici reversibili ed irreversibili. Regolazione enzimatica: controllo della disponibilità (esempi) e della attività (esempi). Modulazione allosterica e per fosforilazione. La cascata dell'AMPc. Cenni ad altre cascate di trasduzione del segnale.

METABOLISMO

Generalità sul metabolismo. Vie cataboliche, biosintetiche, anfiboliche. Struttura e funzione dell'ATP. Vitamine e coenzimi. Fabbisogno di ATP, glucosio e NADPH nelle vie metaboliche. GLICOLISI - Scopi, ATP di innesco, produzione di ATP, reazione ossidativa NAD-dipendente, reazioni della glicolisi. Destino del NADH in condizioni aerobiche e anaerobiche (fermentazioni). ATP e ADP come modulatori allosterici della glicolisi. CICLO DI KREBS - Decarbossilazione del piruvato e altre fonti di acetil CoA. Schema del ciclo (intermedi) e suo ruolo catabolico. Prodotti "preziosi" del ciclo: NADH, FADH2, GTP. Collegamento con la catena respiratoria. Regolazione da parte di NADH e ATP. Reazioni anaplerotiche. Funzione anfibolica del ciclo di Krebs (esempi). Ciclo dell'acido gliossilico. CATENA RESPIRATORIA (FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA) - Caratteristiche generali. Fornitori di elettroni. I quattro complessi della catena respiratoria. Trasportatori mobili di elettroni: ubichinone e citocromo c. Formazione del gradiente di protoni e sintesi dell'ATP. VIA DEI PENTOSI - Fase ossidativa e non ossidativa. METABOLISMO DEL GLICOGENO - Sintesi e degradazione. GLUCONEOGENESI – Materiali glucogenici. Proteine come riserva "remota" di glucosio. Fabbisogno energetico (ATP) della gluconeogenesi. METABOLISMO LIPIDICO - Catabolismo degli acidi grassi. Trigliceridi e lipasi. Attivazione dell'acido grasso e internalizzazione nel mitocondrio (ruolo della carnitina). Reazioni della -ossidazione. Destino dell'acetil-CoA. Resa energetica (ATP) della -ossidazione. Destino “lipidico” del surplus di glucosio e sintesi degli acidi grassi. Sintesi del colesterolo: generalità, fabbisogno di ATP e NADPH. Le lipoproteine. Il ciclo delle LDL e il trattamento dell'ipercolesterolemia familiare. METABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI - Ciclo dell'urea. METABOLISMO DEI NUCLEOTIDI – Caratteristiche generali. Il metabolismo delle unità monocarboniose.

BIOLOGIA MOLECOLARE

Strutture di DNA e RNA. Cromatina: gli istoni e i nucleosomi. Acidi ribonucleici: mRNA, tRNA, rRNA. Replicazione del DNA in procarioti ed eucarioti. La trascrittasi inversa. Codice genetico e tRNA. Sintesi e maturazione dell’RNA. Introni ed esoni. Cenni alla regolazione dell’espressione genica in procarioti ed eucarioti. Composizione e struttura dei ribosomi di eucarioti e procarioti. Sintesi di fMet-tRNA e fase di inizio nei procarioti. Fase di allungamento: ruolo di EF-Tu, EF-Ts, EFG, formazione del legame peptidico, traslocazione. La sintesi delle proteine negli eucarioti (cenni). Inibitori della sintesi delle proteine: antibiotici, tossine.

 

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. Prion and prion 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. Hb in sickle cell anemia. Foetal Hb.

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. Lipids as signal molecules.

Enzyme kinetics

An overview on the enzymatic reactions. 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 and their modulators. AMPc cascade and other molecular signalling processes.

Metabolism

INTRODUCTION – Catabolic and biosynthetic processes. Amphibolic pathways.  Thermodynamics of biochemical reactions. ATP: structure, properties, reactions. Other “high-energy” compounds. Vitamins and coenzymes: NAD, NADP, FAD, FMN, lipoamide, PLP, TPP, CoA,  biotin, tetrahydrofolate, SAM, B12-derivatives.  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. Synthesis of fatty acids. Regulation of lipid metabolism. Cholesterol biosynthesis and distribution. LDL uptake and hypercholesterolemia. Steroid hormones. Protein catabolism. Glucogenic and ketogenic aminoacids. Aminotransferases. Removal of 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. 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 replication. Genetic code and tRNA. An overview on transcription and translation.

 

TESTBOOKS

 

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             

 

 

AIM OF THE COURSE

 

The 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. The metabolic section will give the essential requirements for courses dealing with human diseases and their treatments.

 

ESSENTIAL REQUIREMENTS

 

Good grounding in inorganic and organic chemistry is essential to attend the course in a profitable manner.

 

Testi consigliati e bibliografia

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TESTI CONSIGLIATI

NELSON, COX INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA ZANICHELLI
DI LEHININGER

ARIETI UN COMPENDIO DI BIOCHIMICA PICCIN

Testi (più estesi) di consultazione

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



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Ultimo aggiornamento: 21/07/2010 10:41

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