CHIMICA BIORGANICA

CHIM/06 - 6 CFU - 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

VINCENZO CUNSOLO


Obiettivi formativi

Il Corso si prefigge di completare le conoscenze di Chimica Organica allo scopo di fornire gli strumenti fondamentali per comprendere attraverso un approccio chimico le proprietà delle principali classi di biomolecole. A tale scopo verranno illustrate le principali strategie di sintesi di alfa-amino acidi e peptidi, il meccanismo d’azione delle principali classi di enzimi. Verranno inoltre illustrati i moderni approcci rivolti alla caratterizzazione strutturale delle proteine sia in sistemi semplici che in sistemi complessi.


Prerequisiti richiesti

Conoscenza delle reazioni che coinvolgono i composti organici; conoscenza delle principali classi di biomolecole



Frequenza lezioni

Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CdS in Chimica Organica e Biorganica



Contenuti del corso

Richiami sui principali meccanismi di reazione che coinvolgono le molecole biologiche: sostituzione nucleofila; eliminazione; addizione nucleofila al carbonile; sostituzione nucleofila acilica; reazioni redox.

Richiami sul concetto di chiralità; importanza della chiralità nel mondo biologico.

Amminoacidi: cosa sono; proprietà acido-base degli amminoacidi; punto isoelettrico; reattività degli amminoacidi; amminoacidi comuni e rari; amminoacidi essenziali e non essenziali; come si legano tra loro gli amminoacidi per formare i peptidi e le proteine; caratteristiche del legame peptidico.

Proteine: struttura primaria, secondaria e terziaria delle proteine. Le proteine con struttura quaternaria; conformazione e funzioni delle proteine; denaturazione delle proteine.

Sintesi di a-amminoacidi: amminazione di a-alogenoacidi; sintesi di Gabriel modificata; sintesi di Strecker; ammirazione riduttiva di a-chetoacidi; parallelismo con il processo di transaminazione nella biosintesi degli amminoacidi; risoluzione della miscela racemica di a-amminoacidi; (Approfondimento: le sintesi asimmetriche, la sintesi della L-DOPA e dell’aspartame).

Sintesi di peptidi: introduzione alla sintesi dei peptidi; gruppi protettori; protezione del gruppo amminico e del gruppo carbossilico; attivazione del gruppo carbossilico; Racemizzazione nella sintesi di peptidi; Sintesi di peptidi in soluzione; Sintesi di peptidi in fase solida: Sintesi di Merrifield.

Gli enzimi e il loro meccanismo d’azione: Cosa sono gli enzimi; come agiscono gli enzimi: il sito attivo; il modello chiave-serratura e il modello dell’adattamento indotto; cofattori e coenzimi; aspetti cinetici della catalisi enzimatica; teoria dello stato di transizione e l’equazione di Michaelis-Menten; fattori che influenzano l’attività di un enzima: Temperatura, pH e presenza di inibitori; gli enzimi regolatori e il metabolismo; Nomenclatura e Classificazione degli enzimi sulla base delle reazioni catalizzate. Esempi di azione enzimatica nelle trasformazioni biologiche (cenni).

Come studiare le proteine: Caratterizzazione della sequenza amminoacidica di una proteina mediante spettrometria di massa; dalle singole proteine ai sistemi proteici complessi: l’era della proteomica; cenni di elettroforesi mono- e bi-dimensionale; gli approcci top-down e bottom-up; approcci gel-based e approcci gel-free. De Novo Sequencing; ricerca nei database proteici mediante dati di spettrometria di massa: software Mascot e software PEAKS. Esempi e applicazioni pratiche.

Cenni di Bioinformatica: le banche dati biologiche; struttura delle banche dati; metodi di allineamento di sequenze biologiche; le Dot Matrix e le Matrici di Sostituzione; ricerca di similarità in banche dati mediante algoritmi euristici: FASTA e BLAST; allineamento multiplo di sequenze: Il software ClustalW.



Testi di riferimento

Testi Consigliati:

Chimica e Propedeutica Biochimica – Bettelheim; Brown etc. – EDISES

Chimica Organica – W.H. Brown; C.S. Foote; EDISES

Computational Methods for Mass Spectrometry Proteomics – I. Eidhammer; K. Flikka; L. Martens; S.O. Mikalsen; WILEY

Proteomics in Practice: A Laboratory Manual of Proteome Analysis – R. Westermeier; T. Naven; WILEY

Appunti e Slides di Lezione


Altro materiale didattico

Materiale didattico scaricabile tramite la piattaforma STUDIUM (http://studium.unict.it/dokeos/2016/ )



Programmazione del corso

 *ArgomentiRiferimenti testi
1*N.B. Tutti gli argomenti del corso sono ritenuti essenziali per il superamento dell’esame 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Prova Orale


PROVE IN ITINERE

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PROVE DI FINE CORSO

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ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

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