Chimica biologica
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
L'obiettivo consiste nel fornire allo studente tutte le conoscenze necessarie per padroneggiare le basi della chimica biologica, con particolare riguardo alla comprensione ed allo studio dei principali processi biologici negli organismi viventi.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisisce la capacità di ricondurre le caratteristiche fondamentali dei sistemi viventi e delle trasformazioni che li riguardano ai soggiacenti principi chimici e fisici che governano le sostanze di cui sono costituiti; di trattare in maniera quantitativa le interazioni proteina-ligando e la cinetica enzimatica; di interpretare i fenomeni metabolici sulla base ai principi della termodinamica. Avra' inoltre una buona conoscenza dei composti organici di rilevanza biologica (carboidrati, amminoacidi e peptidi).
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
In relazione alle modalità di erogazione delle attività formative per l'a.a. 2024/25, verranno date indicazioni più specifiche nei prossimi mesi, in base all'evoluzione della situazione sanitaria.
Lezioni in presenza, con diretta streaming registrata.
Lezioni in presenza, con diretta streaming registrata.
Programma
Struttura, proprietà e reattività dei carboidrati (mono-, di- e polisaccaridi).
Acidi nucleici: nucleobasi, nucleosidi, nucleotidi; accoppiamento tra le basi, struttura del DNA. Lipidi.
La chimica degli amminoacidi, con particolare accento su struttura, proprietà acido/base, reattività, ed utilizzo nella sintesi chimica dei peptidi (gruppi protettivi, sintesi in soluzione ed in fase solida). Determinazione della struttura primaria di peptidi (idrolisi chimica ed enzimatica).
Proteine: livelli di organizzazione strutturale, fattori determinanti la struttura secondaria, terziaria e quaternaria. Folding delle proteine.
Enzimi: principi della catalisi enzimatica; cofattori e coenzimi; equazione di Michaelis-Menten; regolazione dell'attività enzimatica.
Inibizione enzimatica: inibitori reversibili (competitivi, incompetitivi, noncompetitivi o misti) ed inibitori irreversibili (inattivatori).
Proteasi a serina. Proprietà generali, struttura tridimensionale, attivazione e meccanismo catalitico. Bioenergetica: Composti ad alta energia. ATP ed altri composti fosforilati. Reazioni di ossidoriduzione. Trasportatori di elettroni: NAD+ e FAD.
Metabolismo: glicolisi e fermentazione, sintesi dell'acetil-CoA e ciclo dell'acido citrico, il trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa.
Acidi nucleici: nucleobasi, nucleosidi, nucleotidi; accoppiamento tra le basi, struttura del DNA. Lipidi.
La chimica degli amminoacidi, con particolare accento su struttura, proprietà acido/base, reattività, ed utilizzo nella sintesi chimica dei peptidi (gruppi protettivi, sintesi in soluzione ed in fase solida). Determinazione della struttura primaria di peptidi (idrolisi chimica ed enzimatica).
Proteine: livelli di organizzazione strutturale, fattori determinanti la struttura secondaria, terziaria e quaternaria. Folding delle proteine.
Enzimi: principi della catalisi enzimatica; cofattori e coenzimi; equazione di Michaelis-Menten; regolazione dell'attività enzimatica.
Inibizione enzimatica: inibitori reversibili (competitivi, incompetitivi, noncompetitivi o misti) ed inibitori irreversibili (inattivatori).
Proteasi a serina. Proprietà generali, struttura tridimensionale, attivazione e meccanismo catalitico. Bioenergetica: Composti ad alta energia. ATP ed altri composti fosforilati. Reazioni di ossidoriduzione. Trasportatori di elettroni: NAD+ e FAD.
Metabolismo: glicolisi e fermentazione, sintesi dell'acetil-CoA e ciclo dell'acido citrico, il trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa.
Prerequisiti
Conoscenze di base di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Organica, con particolare riferimento a interazioni di legame e di non legame di interesse per le (macro)molecole biologiche.
Metodi didattici
Il corso si svolge mediante lezioni frontali, che includono teoria, esercizi ed esempi pratici, con l'ausilio di presentazioni Powerpoint. Alla fine del corso saranno inoltre presenti seminari tenuti da esperti nel campo della Chimica Biologica applicata.
Materiale di riferimento
- Brown, Foote, Iverson, Anslyn CHIMICA ORGANICA, IV edizione
- Marc Loudon, CHIMICA ORGANICA
- Francis A. Carey, ORGANIC CHEMISTRY, fourth edition
- Voet, Voet, Pratt: Fondamenti di Biochimica, volume unico, 2a Edizione, Zanichelli
- Garrett, Grisham: Principi di Biochimica, Piccin
- Nelson, Cox: I Principi di Biochimica di Lehninger, 5a Edizione, Zanichelli
- Petsko, Ringe, Struttura e Funzione delle Proteine, Zanichelli
I materiali videoproiettati durante le lezioni, oltre ad altri sussidi, sono disponibili presso il sito ARIEL, portale della didattica online dell'Università degli Studi di Milano (https://mnardinicb.ariel.ctu.unimi.it/v5/home/Default.aspx). Questi materiali didattici non sostituiscono il libro di testo. Il loro uso è inoltre riservato agli studenti iscritti al Corso di Laurea e pertanto la loro diffusione non è autorizzata.
- Marc Loudon, CHIMICA ORGANICA
- Francis A. Carey, ORGANIC CHEMISTRY, fourth edition
- Voet, Voet, Pratt: Fondamenti di Biochimica, volume unico, 2a Edizione, Zanichelli
- Garrett, Grisham: Principi di Biochimica, Piccin
- Nelson, Cox: I Principi di Biochimica di Lehninger, 5a Edizione, Zanichelli
- Petsko, Ringe, Struttura e Funzione delle Proteine, Zanichelli
I materiali videoproiettati durante le lezioni, oltre ad altri sussidi, sono disponibili presso il sito ARIEL, portale della didattica online dell'Università degli Studi di Milano (https://mnardinicb.ariel.ctu.unimi.it/v5/home/Default.aspx). Questi materiali didattici non sostituiscono il libro di testo. Il loro uso è inoltre riservato agli studenti iscritti al Corso di Laurea e pertanto la loro diffusione non è autorizzata.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta di 6 domande, 3 per la parte della prof.ssa Cauteruccio (che contribuiscono a 1/3 del voto finale) e 3 per quella del prof. Nardini (che contribuiscono a 2/3 del voto finale). L'esame punta ad accertare le conoscenze dello studente sugli aspetti teorici e pratici della materia trattati nel corso. La prova scritta richiede la risposta a domande aperte e/o la soluzione di esercizi di tipo applicativo, aventi contenuti e difficoltà analoghi a quelli affrontati durante il corso. Durante l'esame non è ammessa la consultazione di testi o appunti. La valutazione finale è determinata dalla valutazione congiunta dei due insegnanti.
Docente/i
Ricevimento:
Previo appuntamento tramite comunicazione e-mail
Studio docente, stanza 1013 - Dipartimento di Chimica, Corpo C, ala nord, 1° piano - via Camillo Golgi, 19