Biochimica generale
A.A. 2025/2026
Obiettivi formativi
L'insegnamento di Biochimica Generale si propone di condurre lo/a studente/ssa attraverso un percorso che gli/le consenta di acquisire l'appropriata terminologia biochimica e le conoscenze in relazione a:
- struttura, proprietà chimico-fisiche e funzioni delle principali biomolecole organiche (proteine, carboidrati, lipidi e nucleotidi) di specifica rilevanza per l'organismo umano;
- enzimi e principi del controllo termodinamico e cinetico delle reazioni chimiche che avvengono nelle cellule umane;
- principali vie metaboliche di carboidrati, lipidi, proteine e nucleotidi, anche evidenziandone i meccanismi di regolazione.
- struttura, proprietà chimico-fisiche e funzioni delle principali biomolecole organiche (proteine, carboidrati, lipidi e nucleotidi) di specifica rilevanza per l'organismo umano;
- enzimi e principi del controllo termodinamico e cinetico delle reazioni chimiche che avvengono nelle cellule umane;
- principali vie metaboliche di carboidrati, lipidi, proteine e nucleotidi, anche evidenziandone i meccanismi di regolazione.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento di Biochimica Generale, lo/a studente/ssa dovrà conoscere i principi chimico-fisici che sono alla base della relazione struttura-funzione delle biomolecole di specifica rilevanza per l'organismo umano. Lo/a studente/ssa dovrà anche aver imparato a descrivere, con appropriata terminologia scientifica, i principali percorsi metabolici, le proprietà e caratteristiche delle macromolecole biologiche coinvolte e le strategie di regolazione delle loro funzioni.
Circa le capacità applicative, al termine dell'insegnamento lo/a studente/ssa saprà esprimersi con la corretta terminologia biochimica e saprà valutare gli aspetti legati al rapporto struttura-funzione delle macromolecole biologiche. Inoltre, lo/a studente/ssa avrà acquisito la conoscenza dei principi dei percorsi metabolici fondamentali e le competenze essenziali per identificare i punti centrali di regolazione e le conseguenze di un loro malfunzionamento così da poter interpretare eventi fisiopatologici nelle cellule umane.
Circa le capacità applicative, al termine dell'insegnamento lo/a studente/ssa saprà esprimersi con la corretta terminologia biochimica e saprà valutare gli aspetti legati al rapporto struttura-funzione delle macromolecole biologiche. Inoltre, lo/a studente/ssa avrà acquisito la conoscenza dei principi dei percorsi metabolici fondamentali e le competenze essenziali per identificare i punti centrali di regolazione e le conseguenze di un loro malfunzionamento così da poter interpretare eventi fisiopatologici nelle cellule umane.
Periodo: Secondo 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
Linea AL
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Linea MZ
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Elementi e biomolecole, gruppi funzionali, isomeria e legami chimici alla base alla base dell'organizzazione cellulare e dei fenomeni biologici.
Proteine
Struttura, caratteristiche chimiche, classificazione e nomenclatura degli amminoacidi proteinogenici.
Caratteristiche e proprietà del legame peptidico; struttura Iaria, IIaria, IIIaria e IVaria.
Struttura e funzione delle proteine fibrose; biosintesi e stabilità delle fibre di collagene di tipo I e delle fibre elastiche.
Struttura e funzioni delle proteine globulari e delle proteine plasmatiche prealbumina e albumina.
Struttura, funzioni e curve di saturazione di mioglobina ed emoglobina; struttura del gruppo eme; variazioni conformazionali dell'emoglobina e fattori che ne modificano l'affinità per l'ossigeno (temperatura, pH, CO2, 2,3-bisfosfoglicerato); trasporto diretto e indiretto della CO2; azione tampone; varianti fisiologiche e patologiche (HbA, HbE, HbF, metaHb, CO-Hb, HbA1c, HbS, HbM).
Enzimi: classificazione e nomenclatura; proprietà e caratteristiche generali; cofattori e coenzimi; cinetica enzimatica; regolazione dell'attività enzimatica; inibitori; enzimi allosterici.
Bioenergetica e introduzione al metabolismo
Reazioni esoergoniche ed endoergoniche; anabolismo e catabolismo.
Struttura e funzioni dell'ATP: reazioni accoppiate e trasferimento di gruppi.
Struttura e funzioni dei composti ad alto contenuto energetico e dei coenzimi di ossidoriduzione NAD/NADP e FAD/FMN.
Fosforilazione ossidativa: catena respiratoria e ATP sintasi; controllo respiratorio; inibitori e disaccoppianti.
Ciclo di Krebs: reazioni e regolazione; funzioni catabolica e anabolica; reazioni anaplerotiche.
Carboidrati
Struttura e funzioni di monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi con funzioni di riserva (amido e glicogeno) e strutturale (cellulosa, glicosamminoglicani e proteoglicani).
Metabolismo del glucosio: fosforilazione (esochinasi e glucochinasi); reazioni, funzioni e regolazione di glicolisi, shunt dei pentosi fosfato, glicogenosintesi e glicogenolisi, gluconeogenesi.
Metabolismo di fruttosio e galattosio; sintesi di lattosio; via dei polioli.
Via di interconversione degli zuccheri e metabolismo di glicoproteine, glicosamminoglicani e proteoglicani; sintesi di acido glucuronico.
Lipidi
Struttura, nomenclatura e funzioni di acidi grassi, trigliceridi, glicerolfosfolipidi, sfingolfosfolipidi, glicosfingolipidi e colesterolo.
Metabolismo degli acidi grassi: reazioni, funzioni e regolazione di biosintesi, allungamento e desaturazione; β-ossidazione mitocondriale e perossisomale; α-ossidazione; ω-ossidazione; chetogenesi.
Metabolismo dei trigliceridi e dei lipidi di membrana (glicerolfosfolipidi, sfingolfosfolipidi e glicosfingolipidi): biosintesi e degradazione.
Metabolismo del colesterolo: reazioni e regolazione di biosintesi e sua conversione in acidi e sali biliari e ormoni steroidei; altri destini delle unità isopreniche.
Amminoacidi
Reazioni di rimozione del gruppo amminico e di organicazione dell'ammoniaca (transaminazione, deamminazione ossidativa e non ossidativa).
Ciclo dell'urea (reazioni e regolazione) e metabolismo della glutammina nel rene.
Biosintesi e catabolismo dei singoli amminoacidi (aminoacidi essenziali e non essenziali, glucogenici e/o chetogenici; donatori di unità monocarboniose; S-adenosilmetionina).
Trasformazione degli aminoacidi proteinogenici in prodotti specializzati: dopamina, noradrenalina, adrenalina, serotonina, melanine, melatonina, taurina, ossido nitrico, carnitina, creatina, glutatione e poliamine.
Nucleotidi
Struttura, proprietà chimiche e funzioni delle basi azotate puriniche e pirimidiniche e dei nucleotidi. Tautomeria e modifiche chimiche spontanee e indotte delle basi azotate.
Metabolismo dei nucleotidi: reazioni e regolazione della biosintesi de novo e per recupero delle basi azotate e del loro catabolismo.
Proteine
Struttura, caratteristiche chimiche, classificazione e nomenclatura degli amminoacidi proteinogenici.
Caratteristiche e proprietà del legame peptidico; struttura Iaria, IIaria, IIIaria e IVaria.
Struttura e funzione delle proteine fibrose; biosintesi e stabilità delle fibre di collagene di tipo I e delle fibre elastiche.
Struttura e funzioni delle proteine globulari e delle proteine plasmatiche prealbumina e albumina.
Struttura, funzioni e curve di saturazione di mioglobina ed emoglobina; struttura del gruppo eme; variazioni conformazionali dell'emoglobina e fattori che ne modificano l'affinità per l'ossigeno (temperatura, pH, CO2, 2,3-bisfosfoglicerato); trasporto diretto e indiretto della CO2; azione tampone; varianti fisiologiche e patologiche (HbA, HbE, HbF, metaHb, CO-Hb, HbA1c, HbS, HbM).
Enzimi: classificazione e nomenclatura; proprietà e caratteristiche generali; cofattori e coenzimi; cinetica enzimatica; regolazione dell'attività enzimatica; inibitori; enzimi allosterici.
Bioenergetica e introduzione al metabolismo
Reazioni esoergoniche ed endoergoniche; anabolismo e catabolismo.
Struttura e funzioni dell'ATP: reazioni accoppiate e trasferimento di gruppi.
Struttura e funzioni dei composti ad alto contenuto energetico e dei coenzimi di ossidoriduzione NAD/NADP e FAD/FMN.
Fosforilazione ossidativa: catena respiratoria e ATP sintasi; controllo respiratorio; inibitori e disaccoppianti.
Ciclo di Krebs: reazioni e regolazione; funzioni catabolica e anabolica; reazioni anaplerotiche.
Carboidrati
Struttura e funzioni di monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi con funzioni di riserva (amido e glicogeno) e strutturale (cellulosa, glicosamminoglicani e proteoglicani).
Metabolismo del glucosio: fosforilazione (esochinasi e glucochinasi); reazioni, funzioni e regolazione di glicolisi, shunt dei pentosi fosfato, glicogenosintesi e glicogenolisi, gluconeogenesi.
Metabolismo di fruttosio e galattosio; sintesi di lattosio; via dei polioli.
Via di interconversione degli zuccheri e metabolismo di glicoproteine, glicosamminoglicani e proteoglicani; sintesi di acido glucuronico.
Lipidi
Struttura, nomenclatura e funzioni di acidi grassi, trigliceridi, glicerolfosfolipidi, sfingolfosfolipidi, glicosfingolipidi e colesterolo.
Metabolismo degli acidi grassi: reazioni, funzioni e regolazione di biosintesi, allungamento e desaturazione; β-ossidazione mitocondriale e perossisomale; α-ossidazione; ω-ossidazione; chetogenesi.
Metabolismo dei trigliceridi e dei lipidi di membrana (glicerolfosfolipidi, sfingolfosfolipidi e glicosfingolipidi): biosintesi e degradazione.
Metabolismo del colesterolo: reazioni e regolazione di biosintesi e sua conversione in acidi e sali biliari e ormoni steroidei; altri destini delle unità isopreniche.
Amminoacidi
Reazioni di rimozione del gruppo amminico e di organicazione dell'ammoniaca (transaminazione, deamminazione ossidativa e non ossidativa).
Ciclo dell'urea (reazioni e regolazione) e metabolismo della glutammina nel rene.
Biosintesi e catabolismo dei singoli amminoacidi (aminoacidi essenziali e non essenziali, glucogenici e/o chetogenici; donatori di unità monocarboniose; S-adenosilmetionina).
Trasformazione degli aminoacidi proteinogenici in prodotti specializzati: dopamina, noradrenalina, adrenalina, serotonina, melanine, melatonina, taurina, ossido nitrico, carnitina, creatina, glutatione e poliamine.
Nucleotidi
Struttura, proprietà chimiche e funzioni delle basi azotate puriniche e pirimidiniche e dei nucleotidi. Tautomeria e modifiche chimiche spontanee e indotte delle basi azotate.
Metabolismo dei nucleotidi: reazioni e regolazione della biosintesi de novo e per recupero delle basi azotate e del loro catabolismo.
Prerequisiti
L'insegnamento è rivolto a studenti che abbiano acquisito nozioni di chimica generale inorganica, di biologia generale e di anatomia.
Metodi didattici
Lezioni frontali in aula (8 CFU)
Materiale di riferimento
Materiale iconografico delle lezioni su sito https://myariel.unimi.it/
Testi consigliati:
- N. Siliprandi, G. Tettamanti, "Biochimica Medica. Strutturale, metabolica e funzionale", Piccin, 5a ed., 2018
- D.L. Nelson, M.M. Cox, "I Principi di Biochimica di Lehninger", Zanichelli, 8a ed., 2022
- G. D'Andrea, "La Biochimica di Thomas Devlin", EdiSES, 6a ed., 2023
Testi consigliati:
- N. Siliprandi, G. Tettamanti, "Biochimica Medica. Strutturale, metabolica e funzionale", Piccin, 5a ed., 2018
- D.L. Nelson, M.M. Cox, "I Principi di Biochimica di Lehninger", Zanichelli, 8a ed., 2022
- G. D'Andrea, "La Biochimica di Thomas Devlin", EdiSES, 6a ed., 2023
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova orale. Le domande d'esame riguardano sempre tutte le sezioni del programma, e comprenderanno la trattazione di:
- struttura, caratteristiche chimiche e funzioni delle biomolecole trattate a lezione (aminoacidi, proteine, carboidrati, lipidi, nucleotidi);
- classificazione, cinetica e regolazione degli enzimi;
- una via metabolica, illustrandone tutte le reazioni e intermedi, e sua regolazione.
Delle biomolecole descritte (aminoacidi, proteine, carboidrati, lipidi, nucleotidi) occorre conoscere bene sia la struttura che la funzione. Per quanto riguarda la biochimica metabolica, allo studente viene chiesto di descrivere in dettaglio la via metabolica, dimostrando di conoscere la struttura chimica di tutti gli intermedi, le reazioni e gli enzimi regolatori, il bilancio energetico e l'intreccio con le altre vie metaboliche.
L'esame si considera superato quando lo studente dimostra la conoscenza di tutti gli argomenti richiesti.
Il criterio di assegnazione del voto è stabilito sulla base del livello di approfondimento dimostrato delle conoscenze e sulla capacità di rispondere ai quesiti con terminologia appropriata; sarà particolarmente apprezzata la capacità di riconoscere le connessioni tra argomenti diversi e la dimostrazione di aver attinto a fonti diverse dagli appunti o dalle slides proposte a lezione.
In ogni Anno Accademico verranno fissati 7 appelli d'esami. Questi appelli "ordinari" verranno calendarizzati solo nei periodi in cui non vi è erogazione di lezioni/esercitazioni, ovvero:
- 1 appello nel periodo di sospensione autunnale della didattica (normalmente a fine novembre);
- 2 appelli tra ultima settimana di gennaio e fine febbraio;
- 1 appello nel periodo di sospensione primaverile della didattica (normalmente in aprile)
- 2 appelli tra metà giugno e fine luglio;
- 1 appello a settembre.
In ogni Anno Accademico, su richiesta degli studenti, potranno essere fissati due appelli "straordinari", riservati a studenti fuori corso, anche in periodi in cui non vi è sospensione di attività didattica (1 appello straordinario "sessione primaverile" a Marzo o Maggio; 1 appello straordinario "sessione autunnale" a Ottobre o Dicembre).
- struttura, caratteristiche chimiche e funzioni delle biomolecole trattate a lezione (aminoacidi, proteine, carboidrati, lipidi, nucleotidi);
- classificazione, cinetica e regolazione degli enzimi;
- una via metabolica, illustrandone tutte le reazioni e intermedi, e sua regolazione.
Delle biomolecole descritte (aminoacidi, proteine, carboidrati, lipidi, nucleotidi) occorre conoscere bene sia la struttura che la funzione. Per quanto riguarda la biochimica metabolica, allo studente viene chiesto di descrivere in dettaglio la via metabolica, dimostrando di conoscere la struttura chimica di tutti gli intermedi, le reazioni e gli enzimi regolatori, il bilancio energetico e l'intreccio con le altre vie metaboliche.
L'esame si considera superato quando lo studente dimostra la conoscenza di tutti gli argomenti richiesti.
Il criterio di assegnazione del voto è stabilito sulla base del livello di approfondimento dimostrato delle conoscenze e sulla capacità di rispondere ai quesiti con terminologia appropriata; sarà particolarmente apprezzata la capacità di riconoscere le connessioni tra argomenti diversi e la dimostrazione di aver attinto a fonti diverse dagli appunti o dalle slides proposte a lezione.
In ogni Anno Accademico verranno fissati 7 appelli d'esami. Questi appelli "ordinari" verranno calendarizzati solo nei periodi in cui non vi è erogazione di lezioni/esercitazioni, ovvero:
- 1 appello nel periodo di sospensione autunnale della didattica (normalmente a fine novembre);
- 2 appelli tra ultima settimana di gennaio e fine febbraio;
- 1 appello nel periodo di sospensione primaverile della didattica (normalmente in aprile)
- 2 appelli tra metà giugno e fine luglio;
- 1 appello a settembre.
In ogni Anno Accademico, su richiesta degli studenti, potranno essere fissati due appelli "straordinari", riservati a studenti fuori corso, anche in periodi in cui non vi è sospensione di attività didattica (1 appello straordinario "sessione primaverile" a Marzo o Maggio; 1 appello straordinario "sessione autunnale" a Ottobre o Dicembre).
Docente/i
Ricevimento:
Sempre, previo appuntamento telefonico o e.mail
Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari, via Trentacoste 2