BIOCHIMICA

Il corso si propone di fornire agli studenti i fondamenti di Chimica biologica, partendo dalla struttura-funzione delle biomolecole per arrivare ai concetti base del metabolismo.

Conoscenza delle basi di chimica generale e dei metalli, equazioni redox. Conoscenza della chimica del carbonio e delle reazioni organiche sui gruppi aminici, carbonilici, carbossilici, alcoolici.

Obbligatoria.

Cellule procariotiche ed eucariotiche. Macromolecole biologiche: proteine, acidi nucleici, polisaccaridi e lipidi. Composizione e struttura delle membrane biologiche. Proteine di membrana. Ionofori. Porine. Proteine trasportatrici. Sistemi di traslocazione: uniporto, simporto, antiporto. Trasporto del glucosio. Trasporto attivo guidato da ATP: sodio/potassio ATPasi.

Struttura e funzione degli acidi nucleici (basi puriniche e pirimidiniche, nucleosidi e nucleotidi)

Ruolo del DNA come vettore dell’informazione genetica. Ruolo dell’RNA messaggero e dell’RNA transfer nella traduzione delle proteine. Codice genetico. Comunicazioni inter- e intra-cellulare. Molecole implicate nel riconoscimento cellulare: ruolo dei carboidrati di membrana. Meccanismi di comunicazione intercellulare: via nervosa e via ormonale. Caratteristiche strutturali e funzionali dei diversi tipi di recettori per gli ormoni e per i fattori di crescita. Vie di trasduzione dei segnali (proteine G, proteine Ras e cascata delle MAP kinasi, secondi messaggeri intracellulari). Molecole implicate nel controllo del ciclo e della proliferazione cellulare (cicline e chinasi ciclina-dipendenti). Meccanismi di morte cellulare: Necrosi e apoptosi.

Proteine: Struttura, stereochimica e proprietà acido-base degli amminoacidi. Legame peptidico. Struttura primaria, secondaria (α-elica, foglietti β), terziaria e quaternaria delle proteine. Denaturazione e rinaturazione delle proteine. Proteine fibrose: alfa-cheratine, fibroina della seta e collageno.

Mioglobina ed emoglobina: Struttura e funzione. Struttura e ruolo del gruppo prostetico. Cooperatività del legame dell’ossigeno all’emoglobina. Effetto Bohr. Effettori allosterici dell’emoglobina. Anemia a cellule falciformi.

Proteine allosteriche: modello simmetrico e modello sequenziale dell’allosterismo.

Enzimi: Specificità di substrato, sito attivo. Nomenclatura e classificazione degli enzimi. Cinetica enzimatica. Equazione di Michaelis Menten. Inibizione enzimatica. Regolazione dell’attività enzimatica nelle vie metaboliche: regolazione allosterica e modificazioni covalenti.

Introduzione al metabolismo: Processi catabolici, biosintetici, anfibolici. Vitamine. Coenzimi.

Bioenergetica: Energia libera delle reazioni biochimiche.

Catena respiratoria mitocondriale e sua regolazione, inibitori e disaccoppianti; Composti ricchi di energia.

Metabolismo glucidico e sua regolazione. Digestione ed assorbimento dei glucidi; glicolisi, gluconeogenesi, ciclo di Krebs, glicogenosintesi, glicogenolisi, via dei pentosi. Regolazione ormonale del metabolismo glicidico. Metabolismo protidico e sua regolazione: transaminazione, decarbossilazione, desaminazione. Destino metabolico dell’ammoniaca, ciclo dell’urea, metabolismo dei principali aminoacidi. Fenilchetonuria e celiachia.

Metabolismo lipidico e sua regolazione: Funzioni e classificazione dei lipidi. Trasporto dei lipidi nel sangue (lipoproteine plasmatiche). Beta-ossidazione, alfa-ossidazione, omega-ossidazione degli acidi grassi saturi. Chetogenesi ed utilizzazione extra-epatica dei corpi chetonici. Lipogenesi. Biosintesi del colesterolo e sua regolazione. Malattie da alterato metabolismo dei lipidi (dislipidemie e aterosclerosi).

Metabolismo dell’eme: biosintesi, degradazione, itteri, porfirie.

Metabolismo dei nucleotidi e sua regolazione: biosintesi ex-novo dei nucleotidi purinici e pirimidinici, vie di recupero, uricogenesi. Radicali liberi e meccanismi di difesa: definizione e caratteristiche fisico-chimiche dei radicali, produzione endogena, tossicità e meccanismi di difesa.

1. D.L. Nelson, M.M. Cox: I Principi di Biochimica di Lehninger, Ed. Zanichelli

2. C.K. Mathews, K.E. van Holde: Biochimica, Ed. Ambrosiana, Milano.

3. J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer: Biochimica, Ed. Zanichelli

4. D. Voet, J.G. Voet, C.W. Pratt: Fondamenti di Biochimica, Ed. Zanichelli.

Il materiale didattico fornito a lezione verrà pubblicato attraverso la piattaforma STUDIUM.

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