Biochimica

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
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.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 8
Lezioni: 64 ore
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)
Metabolismo dei nucleotidi e del DNA: caratteristiche chimiche e chimico-fisiche di basi azotate e nucleotidi, vie biosintetiche; proprietà chimiche e strutturali degli acidi nucleici; struttura della cromatina: aspetti biochimici delle interazioni DNA-proteina; aspetti enzimologici e di biochimica strutturale della replicazione e riparazione del DNA; impiego di enzimi DNA-dipendenti (DNA polimerasi, enzimi di restrizione, etc) nella pratica di laboratorio: cenni alla PCR e alla tecnologia del DNA ricombinante
Trascrizione del DNA: interazioni DNA-proteina durante le fasi della trascrizione in procarioti ed eucarioti; principi generali della regolazione della trascrizione negli eucarioti; approcci per lo studio dell'espressione genica e della regolazione trascrizionale
Informazioni sul programma
Il corso si propone di:
Fornire le conoscenze teoriche necessarie per una completa comprensione, a livello molecolare, delle reazioni chimiche operanti nei diversi sistemi biologici. Particolare enfasi sarà data alle vie metaboliche e alla loro integrazione a livello dei mammiferi
Presentare le implicazioni nell'ambito tossicologico, farmacologico, e fisio-patologico, di specifici processi biochimici
Trattare i principi e i fondamenti degli approcci metodologici maggiormente utilizzati in ambito biochimico. Saranno anche forniti cenni sulle basi biochimiche e bio-molecolari di tecniche utilizzate nel campo biologico e bio-tossicologico
Propedeuticità
Chimica generale, Chimica organica, Anatomia umana e Biologia generale
Prerequisiti e modalità di esame
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.

Modalità di esame:
L'esame consiste in un'unica prova orale in cui si valuteranno il livello di conoscenza della materia, la capacità di integrare gli argomenti illustrati nel corso e di rielaborare le conoscenze in un quadro di insieme.
Materiale didattico e bibliografia
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 http://edefabianib.ariel.ctu.unimi.it
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
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)