SCIENZE BIOLOGICHE, GEOLOGICHE E AMBIENTALIBiologia Sperimentale e ApplicataAnno accademico 2023/2024

72910 - BIOCHIMICA AVANZATA

Docente: DANIELE TIBULLO

Risultati di apprendimento attesi

Apprendimento preparazione avanzata e operativa sulla struttura e funzione dei sistemi biologici, le cui basi sono state acquisite con la laurea di primo livello. Comprensione delle basi molecolari dei sistemi biologici e dei meccanismi biochimici che regolano le attività metaboliche cellulari.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali e didattica interattiva

Prerequisiti richiesti

Lo studente che frequenta il corso di Biochimica avanzata dovrà avere buone conoscenze di Biochimica generale, Genetica, Biologia molecolare e Biologia cellulare.

Frequenza lezioni

obbligatoria, in aula

Contenuti del corso

Folding, trasporto degradazione intracellulare delle proteine

Elementi introduttivi al folding delle proteine. Chaperones molecolari: caratteristiche generali e principi di funzionamento. Degradazione delle proteine: ubiquitinazione, proteasoma e autofagia. Targeting cellulare. Meccanismi di trasporto. La via secretoria: traslocazione, modificazione e ripiegamento delle proteine nel reticolo endoplasmatico. Controllo di qualità e funzioni del Reticolo Endoplasmatico. Glicosilazione delle proteine: significato, codice glicanico, chaperones dedicati e meccanismi di folding. Unfolding Protein Response (UPR) e ERAD (ER associated Degradation). Modificazioni a carico di proteine e glicoproteine nel Golgi e trans-Golgi. Patologie da misfolding.

Trafficking cellulare: lipidi, membrane e vescicole

Richiami alla composizione lipidica delle membrane biologiche e loro importanza nell’architettura dei diversi compartimenti e vescicole. Topologia delle proteine transmembranarie. Regolazione di attività enzimatiche mediante compartimentalizzazione. Rafts lipidici e Matrice extracellulare.

Biosegnalazione: Struttura-funzione di Recettore e Ligandi e trasmissione del segnale

Le vie di traduzione del segnale di RAS/PKA, SNF1/AMPK, TOR, JAK/STAT, PI3K E MAPK. I recettori tirosin-chinasici e i recettori steroidei. Tirosin-chinasi non recettoriali. Recettori associati alle proteine G.

Dinamica del network mitocondriale:

Biochimica dei processi di fusione/fissione e controllo di qualità dei mitocondri; struttura e funzione delle proteine GTPasi ad elevato peso molecolare quali Dnm1/Drp1, Mitofusine e Opa1. Meccanismi molecolari del controllo di qualità dei mitocondri: ruolo di PINK1 e Parkina nella mitofagia. Stress ossidativo: biochimica e ruolo biologico enzimi antiossidanti. Ruolo dello stato redox nei processi di proliferazione e morte cellulare. Ruolo dell'ossido nitrico in processi fisio-patologici. Meccanismi redox implicati nella carcinogenesi. Mitohormesis

Biochimica della cellula tumorale

Adattamento metabolico delle cellule tumorali. La risposta all'ipossia ed i fattori trascrizionali HIFs. Ruolo nella progressione tumorale. La deregolazione metabolica come uno degli hallmark of cancer; la deregolazione della glicolisi nel metabolismo tumorale; oncogeni e oncosoppressori e impatto sulla glicolisi; targeting metabolico nel tumore. Crosstalk tra metabolismo ed epigenetica. Oncometaboliti.

Testi di riferimento

Robert Weinberg, La biologia del cancro, Zanichelli

Massimo Romani, Epigenetica, Zanichelli

ALBERTS ET AL., BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, ZANICHELLI

I principi di Biochimica  di Lehninger - Zanichelli

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Folding, trasporto degradazione intracellulare delle proteine Elementi introduttivi al folding delle proteine. Chaperones molecolari: caratteristiche generali e principi di funzionamento. Degradazione delle proteine: ubiquitinazione, proteasoma e autofagia. Targeting cellulare. Meccanismi di trasporto. La via secretoria: traslocazione, modificazione e ripiegamento delle proteine nel reticolo endoplasmatico. Controllo di qualità e funzioni del Reticolo Endoplasmatico. Glicosilazione delle proteine: significato, codice glicanico, chaperones dedicati e meccanismi di folding. Unfolding Protein Response (UPR) e ERAD (ER associated Degradation). Modificazioni a carico di proteine e glicoproteine nel Golgi e trans-Golgi. Patologie da misfolding. Robert Weinberg, La biologia del cancro, ZanichelliMassimo Romani, Epigenetica, ZanichelliALBERTS ET AL., BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, ZANICHELLI
2Trafficking cellulare: lipidi, membrane e vescicole Richiami alla composizione lipidica delle membrane biologiche e loro importanza nell’architettura dei diversi compartimenti e vescicole. Topologia delle proteine transmembranarie. Regolazione di attività enzimatiche mediante compartimentalizzazione. Rafts lipidici e Matrice extracellulare. Robert Weinberg, La biologia del cancro, ZanichelliMassimo Romani, Epigenetica, ZanichelliALBERTS ET AL., BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, ZANICHELLI
3Dinamica del network mitocondriale: Biochimica dei processi di fusione/fissione e controllo di qualità dei mitocondri; struttura e funzione delle proteine GTPasi ad elevato peso molecolare quali Dnm1/Drp1, Mitofusine e Opa1. Meccanismi molecolari del controllo di qualità dei mitocondri: ruolo di PINK1 e Parkina nella mitofagia. Stress ossidativo: biochimica e ruolo biologico enzimi antiossidanti. Ruolo dello stato redox nei processi di proliferazione e morte cellulare. Ruolo dell'ossido nitrico in processi fisio-patologici. Meccanismi redox implicati nella carcinogenesi. MitohormesisRobert Weinberg, La biologia del cancro, ZanichelliMassimo Romani, Epigenetica, ZanichelliALBERTS ET AL., BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, ZANICHELLI
4Biochimica della cellula tumorale Adattamento metabolico delle cellule tumorali. La risposta all'ipossia ed i fattori trascrizionali HIFs. Ruolo nella progressione tumorale. La deregolazione metabolica come uno degli hallmark of cancer; la deregolazione della glicolisi nel metabolismo tumorale; oncogeni e oncosoppressori e impatto sulla glicolisi; targeting metabolico nel tumore. Crosstalk tra metabolismo ed epigenetica. Oncometaboliti.Robert Weinberg, La biologia del cancro, ZanichelliMassimo Romani, Epigenetica, ZanichelliALBERTS ET AL., BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, ZANICHELLI

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prove scritte in itinere e prova orale

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Il folding delle proteine, Autofagia e sua regolazione

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