Biochimica

A.A. 2019/2020
8
Crediti massimi
64
Ore totali
SSD
BIO/10
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si occuperà in particolare della biochimica umana e delle relazioni metaboliche fra i vari organi sia in condizioni fisiologiche che patologiche.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà dimostrare di conoscere e aver compreso i principi generali della biochimica e delle vie metaboliche più rilevanti nell'organismo umano; dovrà inoltre aver acquisito la capacità di integrare gli argomenti illustrati e di rielaborare le conoscenze in una visione di insieme.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Periodo
Primo semestre
Programma
- Fondamenti: caratteristiche chimiche e chimico-fisiche delle molecole biologiche; interazioni tra molecole
- Proteine: caratteristiche e proprietà chimiche e chimico-fisiche degli amminoacidi; caratteristiche chimiche e geometriche del legame peptidico; struttura tridimensionale delle proteine; cenni ai metodi di studio della struttura delle proteine; funzioni principali delle proteine ed esempi (proteine che legano l'ossigeno, anticorpi, etc); cenni ai metodi per l'analisi delle proteine
- Enzimi: principi generali della catalisi; i principi della cinetica enzimatica e modelli matematici che la descrivono; livelli di regolazione dell'attività enzimatica
- Biochimica delle membrane biologiche: struttura chimica, topologia e attività dei principali componenti (proteine e lipidi); aspetti biochimici della trasduzione del segnale; struttura, funzione e modulazione dei principali recettori implicati nella regolazione delle vie metaboliche
- Bioenergetica e termodinamica: i concetti basi del metabolismo, le leggi della termodinamica applicate ai sistemi biologici; meccanismi generali delle principali reazioni biochimiche; concetti generali sul ruolo dei più comuni cosubstrati nelle reazioni biochimiche (composti contenenti legami fosforici altoenergetici e accettori/donatori di elettroni)
- Principi generali della regolazione del metabolismo; principali protein chinasi e protein fosfatasi implicate nella regolazione del metabolismo
- Metabolismo dei carboidrati: richiami alla struttura chimica e stereochimica di monosaccaridi, disaccaridi e polimeri del glucosio; glicolisi (concetti generali, meccanismi e considerazioni termodinamiche delle singole reazioni); gluconeogenesi (meccanismi delle reazioni limitanti, substrati gluconeogenici, correlazioni con ciclo di Cori e ciclo dell'alanina); via dei pentoso fosfati (meccanismi delle reazioni limitanti); metabolismo del glicogeno (struttura della particella del glicogeno, enzimi e reazioni della via di sintesi e degradazione); regolazione coordinata di glicolisi e gluconeogenesi; regolazione coordinata di sintesi e degradazione del glicogeno
- Ciclo dell'acido citrico: struttura del complesso della piruvato deidrogenasi e meccanismo della reazione; struttura dei complessi enzimatici, meccanismi e considerazioni termodinamiche delle singole reazioni del ciclo; meccanismi e punti di regolazione dell'intero ciclo
- Catabolismo degli acidi grassi: fonti e caratteristiche chimiche e chimico-fisiche dei principali lipidi alimentari; sistemi di trasporto in circolo dei lipidi; lipolisi dei triacilgliceroli a livello sistemico e intracellulare; vie di ossidazione degli acidi grassi: struttura dei complessi enzimatici e meccanismi delle reazioni; sintesi e destino dei corpi chetonici
- Catabolismo degli amminoacidi: fonti esogene ed endogene di amminoacidi; reazioni di transamminazione (meccanismo); deamminazione ossidativa del glutammato; ciclo dell'urea (meccanismi delle reazioni e regolazione); destino dello scheletro carbonioso (ciclo degli acidi tricarbossilici, gluconeogenesi e ciclo dell'alanina); bilancio dell'azoto
- Fosforilazione ossidativa: concetti generali della respirazione cellulare, caratteristiche chimiche e strutturali degli accettori universali di elettroni delle reazioni biochimiche; struttura e funzione dei complessi della catena di trasporto degli elettroni (subunità proteiche, cofattori e gruppi prostetici); aspetti molecolari del flusso degli elettroni; reazioni di produzione delle specie reattive dell'ossigeno a livello mitocondriale; il modello chemiosmotico; metodi per la misurazione della respirazione cellulare; struttura, funzione e aspetti termodinamici dell'ATP sintasi; trasporto di elettroni attraverso la membrana mitocondriale (shuttle del malato-aspartato, shuttle del glicerolo 3-fosfato)
- Sintesi dei lipidi: struttura dei complessi enzimatici e meccanismi delle reazioni della biosintesi degli acidi grassi; siti e meccanismi di regolazione; reazioni di allungamento e desaturazione di acidi grassi esogeni ed endogeni; cenni sul metabolismo dell'acido arachidonico; cenni sulle vie di biosintesi dei fosfolipidi; via di biosintesi del colesterolo; omeostasi del colesterolo
- Interrelazioni metaboliche e biochimica di organi e tessuti: fegato, con particolare riferimento al metabolismo glucidico e lipidico; muscolo scheletrico, in relazione alla contrazione muscolare e all'acidosi sistemica; tessuti adiposi, con particolare riferimento ai cicli di lipolisi/lipogenesi e alla termogenesi; caratteristiche metaboliche delle principali cellule cerebrali (neuroni e astrociti)
Prerequisiti
Le nozioni acquisite nei corsi di Chimica generale, Chimica organica, Anatomia umana e Biologia generale sono indispensabili per la comprensione e l'apprendimento degli argomenti trattati.
Metodi didattici
L'insegnamento prevede lezioni frontali durante le quali gli studenti sono caldamente invitati a partecipare con domande, commenti, osservazioni. Gli studenti saranno stimolati a sviluppare senso critico e un approccio "problem solving". In alcuni casi gli studenti saranno invitati, su base volontaria, a presentare il materiale didattico ai colleghi, sotto la supervisione del docente.
Materiale di riferimento
Nelson e Cox "I Principi di Biochimica di Lehninger" Zanichelli
Voet, Voet e Pratt "Fondamenti di Biochimica" Zanichelli
Murray, Granner, Mayes, Rodwell "Harper Biochimica" McGraw-Hill
Il materiale iconografico presentato durante le lezioni e altro materiale di approfondimento sarà reso disponibile in formato digitale tramite la piattaforma Ariel
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in un'unica prova orale in cui si valuteranno il livello di conoscenza e comprensione dei principi generali della biochimica (bioenergetica, enzimi, termodinamica applicata ai sistemi biologici), della struttura e funzione delle proteine, delle diverse vie metaboliche e della loro integrazione.
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 8
Lezioni: 64 ore
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
In giorni e orari concordati con lo studente interessato, previo appuntamento telefonico o attraverso posta elettronica
ufficio del docente presso il Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari (Via Balzaretti)