9797194 - THE CELL: FUNCTIONS AND REGULATIONS
Modulo Biochemistry

Alla fine del corso, ci si aspetta che gli studenti:

· Comprendano la correlazione tra struttura e funzione delle macromolecole per la funzione cellulare.

· Comprendano la strategia ed i meccanismi delle vie metaboliche. 

Comprendano le alterazioni biochimiche in condizioni patologiche

Argomenti del programma tratti dai libri di testo consigliati e da dispense fornite dai docenti.

L'insegnamento sarà svolto principalmente attraverso lezioni frontali con un mix di teoria ed esercitazioni pratiche. Nel caso in cui l'insegnamento venga erogato in modalità blended o a distanza, potranno essere introdotti necessari adeguamenti rispetto a quanto precedentemente affermato, al fine di rispettare il programma previsto come delineato nel Syllabus

Le attività integrative per l'insegnamento di Biochimica (1 CFU = 25 ore) del corso di laurea in Medicina e Chirurgia mirano a supportare gli studenti nello svolgimento dei compiti a casa e ad approfondire alcuni aspetti delle tematiche cliniche affrontate durante le lezioni frontali. A tal fine, il docente consegnerà degli home-work scritti (classe virtuale Teams) simulando l'esame finale (test a risposta multipla); si prevede inoltre di organizzare incontri con studenti degli anni successivi o giovani ricercatori per chiarire gli aspetti più complessi di alcuni argomenti.

PROTEINE

• Struttura, proprietà generali e classificazione degli amminoacidi. Legame peptidico e sue proprietà. Definizione di struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria. Struttura secondaria: alfa elica; filamento beta, parallelo, antiparallelo. Denaturazione e rinaturazione. Classificazione: proteine ​​fibrose e proteine ​​globulari.

• Proteine ​​fibrose: collagene. Collagene: struttura primaria, struttura secondaria (tripla elica allungata); modificazioni post-traduzionali (idrossilazione di proline e lisina; ruolo dell'acido ascorbico; glicosilazione; trasformazione del pro-collagene in collagene). Malattie correlate alla struttura modificata del collagene.

• Proteine ​​globulari e catene globiniche. Emoproteine ​​coinvolte nel trasporto di gas (O₂, CO₂). Porfirine e gruppo eme. Struttura della mioglobina, dell'emoglobina e delle catene globiniche. Curva di saturazione dell'ossigeno dell'emoglobina e della mioglobina. Emoglobina come proteina allosterica, stati T e R. Struttura molecolare dell'ossiemoglobina e della deossiemoglobina. Effetto Bohr, cooperatività, effetto del 2,3-DPG. Emoglobina e regolazione dell'equilibrio acido-base. Basi molecolari delle emoglobinopatie.

LIPIDI

• Classificazione.

• Struttura, funzione

• Lipidi di importanza biologica

CARBOIDRATI

• Classificazione.

• Struttura, funzione

• Saccaridi di importanza biologica: glicogeno, amido, disaccaridi, monosaccaridi, eteropolisaccaridi

ENZIMI

• Classificazione. Meccanismo d'azione degli enzimi e termodinamica. Coenzimi e vitamine. Tiamina, riboflavina (vitamina B2), piridossina, nicotinamide (vitamina PP), acido pantotenico, coenzima A, biotina, acido folico, retinolo, calciferolo, acido ascorbico, vitamina B12.

• Struttura e funzione dei trasportatori di idrogeno: coenzimi piridina-nucleotidici: NAD e NADP, coenzimi flavinici: FMN e FAD; ferrosolfoproteine; struttura e funzione dei citocromi. Avitaminosi e patologie correlate.

• Catalisi e regolazione enzimatica. Equazione di Michaelis-Menten, parametri cinetici: Km, Vmax, Kcat. Inibizione reversibile e irreversibile. Regolazione dell'attività enzimatica. Membrana mitocondriale interna ed esterna; catena di trasporto degli elettroni mitocondriale: potenziali standard redox dei componenti della catena di trasporto degli elettroni.

• Composti ad alta energia: struttura dell'ATP e ruolo nella bioenergetica.

BIOCHIMICA METABOLICA (PARTE 1)

• Introduzione al metabolismo – organizzazione generale. Comprensione delle vie metaboliche e delle mappe metaboliche. Catabolismo e anabolismo.

• Metabolismo del glucosio. Glicolisi aerobica e anaerobica: reazioni chimiche, enzimi e significato funzionale.

• Origine dell'acido lattico e della lattico deidrogenasi (LDH). Fermentazione alcolica. Bilancio energetico della glicolisi.

• Decarbossilazione ossidativa dell'acido piruvico. Il ciclo degli acidi tricarbossilici o ciclo di Krebs: reazioni e bilancio energetico. Localizzazione mitocondriale degli enzimi.

• Relazione tra variazione dell'energia libera standard e differenza di potenziale di ossidoriduzione standard. Organizzazione della catena di trasporto degli elettroni in lipoproteine ​​complesse della membrana interna (complesso I-II-III-IV) e componenti mobili (ubichinone e citocromo C). Struttura e funzioni di: Complesso I (NADH-ubichinone ossido reduttasi), Complesso II (succinato-ubichinone ossido reduttasi), Complesso III (ubichinolo-citocromo C ossido reduttasi); Complesso IV (citocromo ossidasi). Inibitori del trasporto degli elettroni. Fosforilazione ossidativa: ATP sintasi mitocondriale (complesso V): struttura e funzione. Rapporto P/O; ipotesi di accoppiamento chemiosmotico; controllo respiratorio; disaccoppiamento.

1.Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli

2. Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.

3. Devlin. Biochimica con aspetti clinici. EdiSES

4. Voet D, Voet JG, Pratt CW. Fondamenti di biochimica -Zanichelli

La verifica delle conoscenze acquisite viene effettuata attraverso una prova scritta composta da 60 domande vero/falso che coprono 15 argomenti del curriculum. Ad ogni risposta corretta viene assegnato 1 punto, ad ogni risposta errata viene sottratto 1 punto e alle domande senza risposta viene assegnato zero punti. Il punteggio minimo di superamento della valutazione è 27 su 60. Tale punteggio viene poi convertito su una scala di trentesimi, fino ad un massimo di 30/30 e lode (con lode).

Il voto finale è determinato dalla media pesata dei punteggi ottenuti nelle materie di fisiologia cellulare e biochimica.

. Emoglobina e mioglobina:

· La mioglobina ha una struttura quaternaria (Vero/Falso)

· La curva di saturazione dell'emoglobina è una sigmoide (Vero/Falso)

· L'effetto Bohr modula positivamente il trasporto di ossigeno (Vero/Falso)

· Il ferro viene completamente ossidato durante il trasporto dell'ossigeno (Vero/Falso)

2. Metabolismo del glucosio:

· La glicolisi avviene nei mitocondri (Vero/Falso)

· La gluconeogenesi richiede CO2 (Vero/Falso)

· La sintesi del glicogeno è stimolata dall'insulina (Vero/Falso)

La via del pentoso fosfato produce NADH (Vero/Falso)