Martedì 15 Marzo 2011 10:30

Programma di Biochimica (L.M.)

Scritto da  Pintus Gianfranco
Ultima modifica Giovedì 31 Marzo 2011 21:54
Programma del Corso Integrato di Biochimica e Biologia Molecolare
Corso di laurea in Odontoiatria e Protesi dentaria AA. 2010/2011
Insegnamento di Biochimica 6 CFU

Docente: Prof. Gianfranco Pintus
Tutors: Dott. ssa Anna Maria Posadino, Dott. ssa Annalisa Cossu
Dipartimento di Scienze Biomediche
Tel 079 228120 – e-mail gpintus@uniss.it

Ricevimento Studenti
Venerdì dalle 15:30 alle 17:30 previo appuntamento


Introduzione
Il corso di Biochimica si propone di fornire agli studenti i fondamenti alla base del contesto fisico, chimico e biologico in cui si inquadrano molecole, reazioni e vie metaboliche.
Di esaltare le relazioni tra struttura e funzione delle principali classi di macromolecole.
Di inquadrare la regolazione metabolica a livello molecolare e cellulare.
Di evidenziare in maniera consequenziale le connessioni tra i vari processi su elencanti.
Fondamenti della Biochimica: Fondamenti cellulari. Gerarchia e organizzazione degli organismi viventi e delle strutture cellulari. Fondamenti chimici. Le biomolecole, I composti del carbonio, i gruppi funzionali, conformazione e configurazione. Fondamenti fisici. L’energia delle molecole. Termodinamica e Cinetica delle reazioni chimiche. Catalisi. Effetto della catalisi sulle reazioni chimiche. Effetto degli enzimi sulle reazioni sul controllo delle reazioni.
Bioenergetica e Termodinamica. Energia libera di Gibbs, Entalpia, Entropia, Energia libera standard. deltaG (dG), correlazione dG, Keq e concentrazione dei reagenti. ATP e il suo ruolo nelle reazioni biochimiche, trasferimento di gruppi fosforici. Composti di riserva energetica, funzione coenzimatica di altri nucleotidi. Reazioni di ossido-riduzione, potenziali di riduzione standard delta E°(dE°), correlazione dE° ed Energia Libera di Reazione. Molecole trasportatrici di elettroni.
Biomolecole: L’acqua. Struttura reattività, solubilità in acqua, Kw, pH e soluzioni tampone, equazione di Henderson-Hesselbach.
Aminoacidi peptidi e proteine. Struttura e classificazione degli aminoacidi, proprietà tampone degli aminoacidi. Struttura e classificazione delle proteine, proteine fibrose e globulari. Struttura primaria. Struttura secondaria (alfa elica e foglietto beta). Struttura terziaria e quaternaria. Cenni correlazione struttura e funzione delle proteine.
Funzioni delle proteine. Generalità sulle funzioni delle proteine. Interazione proteina-ligando, affinità di legame e Kd. Rappresentazione matematica interazione ligando-proteina. Mioglobina, interazione Mioglobina e Ossigeno. Interazione molecolare e rappresentazione matematica. Emoglobina e Proteine allosteriche e legame cooperativo. Interazione Emoglobina e Ossigeno. Interazione molecolare e rappresentazione matematica, equazione di Hill. Modulatori allosterici del legame Ossigeno Emoglobina. Emoglobina e Mioglobina come trasportatori di Ossigeno comparazioni. Effetto Bohr e Trasporto isoidrico di CO2.
Enzimi. Sito attivo e meccanismi di catalisi. Classificazione. Cinetica enzimatica, equazione di Michaelis-Menten, Km e suo significato. Grafico degli inversi o dei doppi reciproci. Inibizione enzimatica. competitiva, in competitiva, mista ed irreversibile. Controllo dell’attività enzimatica (allosterismo omo- ed etero-tropico, modificazioni covalenti irreversibili e reversibili).
Vitamine e coenzimi. (tiamina, riboflavina, vitamina B3, nicotinammide, acido pantotenico, piridossina, biotina, acido folico, vitamina B12, acido ascorbico, vitamine liposolubili A,D,E,K).
Carboidrati. struttura, formule di rappresentazione, chiralità e isomeria. Monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi più rappresentativi, struttura chimica e nomenclatura. Carboidrati modificati, peptidoglicani e glicosamminoglicani, struttura e funzioni. Glicoconiugati, proteoglicani, glicoproteine e glicolipi, struttura e funzioni. Proteoglicani e glicoproteine della lamina basale. Effetti sulla proliferazione cellulare e su l’espressione genica da parte dei Glicosamminoglicani.
Lipidi. Acidi grassi, struttura chimica e nomenclatura. trigliceridi, fosfolipidi, sfingolipidi, cerebrosidi o glicolipidi, cere, prostaglandine, terpeni, steroidi. Lipidi strutturali, natura chimica e interazione con l’acqua. Il colesterolo, funzione del colesterolo nelle membrane cellulari.
Membrane Cellulari. I modelli di membrana, composizione, proprietà e funzioni delle membrane. La membrana plasmatica. Composizione molecolare e funzioni dei componenti. Trasporto di membrana. Diffusione e osmosi. Trasporto passivo, trasporto attivo, molecole implicate e meccanismi molecolari coinvolti. Cinetica e termodinamica del trasporto di membrana. Il trasporto di grandi molecole. Esocitosi, Endocitosi, Endocitosi mediata da recettori.
Metabolismo Cellulare: Generalità vie anaboliche e cataboliche, reazioni redox e potere riducente, metabolismo energetico e formazione di ATP.
Respirazione Cellulare. glicolisi, ciclo di krebs, catena di trasposto degli elettroni, fosforilazione ossidativi, sintesi dell’ATP per chemiosmosi e per fosforilazione a livello di substrato. Regolazione della Respirazione cellulare.
Metabolismo dei carboidrati. Decarbossilazione del Piruvato, Fermentazione lattica e alcolica, gluconeogenesi, ciclo dei pentosi fosfati, il glutatione e la sua funzione, glicogenosintesi e glicogenolisi. Regolazione locale e ormonale del metabolismo dei carboidrati.
Metabolismo lipidico. Digestione dei lipidi, trasporto, beta-ossidazione, sintesi dei corpi che tonici, biosintesi degli acidi grassi, sintesi dei trigliceridi, biosintesi del colesterolo.
Metabolismo degli amminoacidi. digestione, transamminazione, desaminazione, decarbossilazione, sintesi della glutammina, sintesi della carbamil-fosfato, ciclo dell’urea, sintesi delle ammine biogene e loro ruolo.
Metabolismo del calcio e del fosforo. Meccanismo di calcificazione e riassorbimento. Struttura e formazione dello smalto. Biosintesi del collagene.
Costituenti organici ed inorganici della saliva. Proteine salivari. Costituenti organici ed inorganici del fluido gengivale. Fattori eziologici e biochimica della carie
Primari: Alla fine del corso lo studente deve aver compreso:
Il ruolo esercitato dalla catalisi enzimatica nel fenomeno della vita.
I Rapporti struttura-funzione delle principali molecole biologiche e i processi coinvolti nella sintesi di queste.
Gli aspetti termodinamici ed elettrochimici del metabolismo cellulare e la sua regolazione.
Il metabolismo delle principali classi di macromolecole

Principali: Alla fine del corso lo studente deve aver compreso:
Il ruolo esercitato dalla catalisi enzimatica nel fenomeno della vita.
I Rapporti struttura-funzione delle principali molecole biologiche e i processi coinvolti nella sintesi di queste.
Gli aspetti termodinamici ed elettrochimici del metabolismo cellulare e la sua regolazione.
Il metabolismo delle principali classi di macromolecole

Metodo di valutazione: Esame Scritto
Colloqui in itinere: SI
1)David L. Nelson, Michael M. Cox “I Principi di Biochimica di Lehninger”
2)Slides “aggiornate” delle lezioni

Pintus Gianfranco

Professore Associato

 

CURRICULUM