Biochimica

A.A. 2020/2021
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
Metodi didattici
Le lezioni si terranno attraverso la piattaforma Microsoft Teams e potranno essere seguite sia in sincrono, sulla base dell'orario del primo semestre, sia in asincrono perché saranno registrate e lasciate a disposizione degli studenti sulla medesima piattaforma.

Programma e materiale di riferimento
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione
L'esame si svolgerà in forma orale utilizzando la piattaforma Microsoft Teams o, laddove la regolamentazione lo consentisse, in presenza, sempre in forma orale.
L'esame, in particolare, sarà volto a:
- valutare il livello di conoscenza e comprensione degli argomenti trattati durante il corso
- determinare la capacità di discutere gli aspetti biochimici di processi complessi e di mettere in evidenza correlazioni e il grado di integrazione metabolica, ad esempio a livello di organi e tessuti;
- verificare la capacità di applicare le conoscenze acquisite a situazioni non fisiologiche (ad esempio patologie, esposizione a composti anche tossici presenti nell'ambiente);
- accertare la capacità di descrivere gli argomenti con chiarezza e ove richiesto con termini specifici delle discipline biologiche e chimiche
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.
L'esame, in particolare, sarà volto a:
- valutare il livello di conoscenza e comprensione degli argomenti trattati durante il corso
- determinare la capacità di discutere gli aspetti biochimici di processi complessi e di mettere in evidenza correlazioni e il grado di integrazione metabolica, ad esempio a livello di organi e tessuti;
- verificare la capacità di applicare le conoscenze acquisite a situazioni non fisiologiche (ad esempio patologie, esposizione a composti anche tossici presenti nell'ambiente);
- accertare la capacità di descrivere gli argomenti con chiarezza e ove richiesto con termini specifici delle discipline biologiche e chimiche
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)