Biochimica, Biochimica Applicata e Proteomica - nuovo ord.

Anno accademico 2015/2016

Obiettivi formativi del corso

Durante questo corso, allo studente verranno fornite conoscenze indispensabili per le analisi sperimentali e l'interpretazione dei risultati nel campo delle discipline biochimiche.     
Nella prima parte del corso, le conoscenze impartite riguardano la struttura e le molteplici funzioni delle proteine, di cui verrà sottolineato il ruolo fondamentale nei processi cellulari. Lo studente verrà inoltre introdotto alla conoscenza delle principali classi di piccole molecole biologiche (zuccheri, lipidi, amminoacidi, nucleotidi) ed apprenderà le vie metaboliche di base attraverso cui queste molecole vengono degradate e sintetizzate.      
Nella seconda parte del corso, allo studente saranno fornite conoscenze sistematiche sulle principali tecniche sperimentali impiegate nel laboratorio di biochimica, nonché competenze riguardo all'analisi e comprensione dei risultati sperimentali. Le tecniche esaminate riguarderanno l’identificazione, l’isolamento, e lo studio strutturale e funzionale delle macromolecole biologiche. Infine, verranno affrontate le tematiche, le strategie e le tecniche principali impiegate negli studi di proteomica.

Risultati dell'apprendimento

Le conoscenze acquisite e la capacità di utilizzarle in pratica saranno verificate attraverso una prova scritta “in itinere” riguardante struttura e funzione delle proteine e metabolismo, ed una prova orale finale riguardante gli argomenti della biochimica applicata e della proteomica. Verrà dato lo stesso peso alle due prove, al fine di poter formulare un voto complessivo finale.   
In queste prove verranno valutate le capacità di applicare conoscenza e comprensione, nonchè l'autonomia di giudizio e la capacità di esporre idee ed analisi con chiarezza e proprietà.   
Qualora non venga superata una prova (o scritta o orale) per tre volte, lo studente verrà invitato a sostenere una nuova prova orale, dopo aver valutato insieme, attraverso un colloquio, le criticità che hanno portato al mancato superamento di ciascuna parte dell’esame.

Programma

Parte I      
      
      
Struttura e funzione delle proteine.      
      
Gli aminoacidi. Il legame peptidico. La struttura tridimensionale delle proteine: strutture primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. “Folding” delle proteine. L’emoglobina come modello di proteina allosterica. Gli enzimi: strategie catalitiche degli enzimi e regolazione dell'attività enzimatica. Le proteasi del tubo digerente:evoluzione e specificità d’azione. Un enzima esemplare: la chimotripsina.      
      
Metabolismo      
      
Fondamenti di bioenergetica: DeltaG0, DeltaG0’ e DeltaGreale delle reazioni nei sistemi biologici. L’ATP come principale molecola energetica. Altre molecole-chiave del metabolismo energetico: intermedi del metabolismo, NADH e FADH2.  Glicolisi e fermentazioni; complesso della piruvato didrogenasi; ciclo dell'acido citrico; via del pentoso fosfato; gluconeogenesi; ciclo del glicogeno; il metabolismo degli acidi grassi: via degradativa (beta-ossidazione) e via biosintetica; cenni sui corpi chetonici e sulla loro utilizzazione; degradazione degli amminoacidi e ciclo dell'urea..La fosforilazione ossidativa: la catena mitocondriale di trasporto di elettroni; gradienti protonici e biosintesi di ATP.       
      
Parte II      
      
      
Biochimica Applicata      
      
Proprietà di base delle proteine correlate con la Biochimica Applicata: punto isoelettrico (pI) delle proteine, solubilità delle proteine in funzione del pH e della forza ionica, “unfolding” delle  proteine in presenza di agenti denaturanti  (denaturazione acida, termica e da detergenti).      
Frazionamento subcellulare mediante l’impiego di tecniche centrifugative.      
Strategie usate per la purificazione delle proteine ottenute da fonti naturali o in forma ricombinante.      
Metodologie di base dedicate alle proteine sia a fini preparativi che analitici: tecniche elettroforetiche e cromatografiche.      
Anticorpi: relazione struttura-funzione e risposta immunitaria. Preparazione degli anticorpi monoclonali e policlonali. Le metodologie immunochimiche. Cenni sull’impiego degli anticorpi a scopo diagnostico e terapeutico.        
Tecnologia degli enzimi. Cenni sui metodi di determinazione dell’attività enzimatica. Analisi cinetica enzimatica allo stato stazionario (modello di Michaelis-Menten): determinazione di kcat, Km e kcat/Km, e correlazioni con le proprietà degli enzimi. Gli inibitori enzimatici reversibili ed irreversibili, e loro rilevanza biotecnologica (farmaci, pesticidi.). Esempi di utilizzo biotecnologico degli enzimi.      
Cenni sui  radioisotopi come traccianti biologici.      
Metodi di analisi delle interazioni ligando-proteina.      
      
Proteomica.      
      
La proteomica, concetti generali.      
Proteomica sistematica e metodologie di base correlate.      
Studio proteomico delle modificazioni post-traduzionali.      
Proteomica differenziale e proteomica funzionale: esempi significativi di approcci proteomici allo studio di problemi biologici.

Testi consigliati e bibliografia

Biochimica: David L. Nelson e Michael M. Cox, I Principi di Biochimica di Lehninger Zanichelli, Bologna.    
   
Biochimica Applicata e Proteomica: Bonaccorsi, Contestabile, Di Salvo, Metodologie Biochimiche, Casa Editrice Ambrosiana.

Orario lezioni

Appelli

	Data	Ore	Esame
	25/09/2015	10:00 - 12:00	Scritto
	25/09/2015	10:00 - 12:00	Scritto
	27/07/2015	10:30 - 13:00	Scritto
	27/07/2015	10:30 - 13:00	Scritto