1010658 - BIOCHIMICA 3
Modulo 1010659 - BIOCHIMICA I

l corso di Biochimica si propone di preparare gli studenti per una conoscenza dei processi biochimici di particolare interesse per la medicina e riguardanti diversi aspetti fisio-patologici. Il corso di Biochimica fornirà agli studenti le basi per la comprensione dei contesti fisici, chimici e biologici nei quali le molecole, le singole reazioni e le vie metaboliche svolgono i loro ruoli. Particolare attenzione sarà prestata alle rapporti struttura/funzione delle principali macromolecole, alle regolazioni metaboliche, e alle corrispondenti alterazioni patologiche.

Per stimolare l'interesse degli studenti, i meccanismi biochimici saranno spiegati sottolineando le varie interconnessioni, gli aspetti clinici e le metodiche sperimentali.  Un ulteriore motivatore intrinseco sarà rappresentato dall'introduzione del senso di rilevanza della Biochimica nella completa preparazione di un medico. Alla fine del corso lo studente avrà imparato il rapporto struttura/funzione delle principali biomolecole, i meccanismi biochimici del metabolismo e le conseguenze delle loro alterazioni.

Conoscenza e capacità di comprensione: gli studenti acquisiscono conoscenze di base sui meccanismi della biochimica umana, la cui comprensione è valutata nel corso delle lezioni.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate: gli studenti acquisiranno capacità di applicare quanto appreso durante le lezioni frontali svolte durante il corso.

Autonomia di giudizio: gli studenti imparano a interpretare in modo autonomo e obiettivo quanto appreso durante le lezioni e le esercitazioni.

Abilità comunicative: gli studenti acquisiscono abilità comunicative grazie ai dibattiti che nascono durante le lezioni o a miniseminari su specifici argomenti di approfondimento.

Capacità di apprendimento: le capacità di apprendimento vengono valutate in itinere durante le lezioni e le esercitazioni e tramite l'esame orale.

Lezioni frontali.

Lezioni frontali e teorico-pratiche, seminari di approfondimento.

Insegnamento cooperativo (studente-docente) tramite condivisione di materiale didattico e

supporti multimediali.

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere

introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di

rispettare il programma previsto e riportato nel Syllabus.

Propedeuticità come da piano di studio.

La frequenza delle lezioni è obbligatoria.

STRUTTURA DELLE PROTEINE

Struttura, proprietà generali e classificazione degli amminoacidi.

Legame peptidico. Definizione di struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria. Angoli phi, psi, chi, omega. Grafico di Ramachandran. Struttura secondaria: alfa-elica; beta-strand, foglietti beta paralleli, antiparalleli, misti. Ripiegamenti inversi (reverse turn). Strutture supersecondarie. Definizione di dominio proteico. I legami che stabilizzano la struttura terziaria delle proteine. Proteine fibrose e proteine globulari. Classificazione strutturale delle proteine. Proteine fibrose: cheratine, fibroina della seta, collageno, elastina. Il collageno: struttura primaria, struttura secondaria (tripla elica allungata); sintesi e modificazioni post-traduzionali (idrossilazione delle proline e della lisina; ruolo dell’acido ascorbico; glicosilazioni; trasformazione del pro-collageno in collageno; ossidazione delle lisine e formazione di legami crociati).

Proteine di membrana.

Folding e denaturazione delle proteine. Misfolding proteico e patologie umane.

Porfirine e gruppo eme. Struttura della mioglobina, dell’emoglobina e delle catene globiniche. Classificazione delle catene globiniche. Curva di saturazione con ossigeno dell'emoglobina e della mioglobina. L’emoglobina come proteina allosterica. Struttura dell’ossiemoglobina e della deossiemoglobina. Effetto Bohr; 2,3 BPG. Emoglobina e trasporto ematico della CO2. Emoglobina e regolazione dell’equilibrio acido-base. Emoglobina fetale. Basi molecolari delle emoglobinopatie e talassemie.

Principi fondamentali delle tecniche per il dosaggio e la purificazione delle proteine (precipitazione, cromatografia, elettroforesi, ultracentrifugazione, dosaggi immunologici).

Principi fondamentali delle tecniche per il sequenziamento e per la determinazione della struttura tridimensionale (cristallografia a raggi X, NMR) delle proteine. Fondamenti di enzimologia.

BIOENERGETICA MITOCONDRIALE

Richiami di termodinamica chimica; variazione di energia libera standard; chimica dell'ATP e composti ad alta energia; Ruolo dell'ATP nella bioenergetica. Relazione tra variazione di energia libera standard e differenza di potenziale standard di ossidoriduzione.

Coenzimi piridin-nucleotidici: NAD e NADP; struttura e funzione come trasportatori di idrogeno; coenzimi mobili; acido nicotinico e nicotinamide (vitamina PP).

Catena mitocondriale di trasporto degli elettroni: membrana mitocondriale interna ed esterna; potenziali standard di ossidoriduzione dei componenti della catena di trasporto degli elettroni. Organizzazione della catena di trasporto degli elettroni in complessi lipoproteici della membrana interna (complesso I - II - III - IV) e componenti mobili (ubichinone e citocromo C). Coenzimi flavinici (Struttura e funzione come trasportatori di idrogeno; FMN e FAD, riboflavina o vitamina B2 ); Ferrosolfoproteine; Struttura e funzione dei citocromi; Struttura e funzioni del: 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 dei fattori F1 e Fo; rapporto P/O; ipotesi dell'accoppiamento chemiosmotico; gradiente elettrochimico di H+; controllo respiratorio; disaccoppianti. Termogenina e tessuto adiposo bruno.

Biochimica metabolica (parte prima)
Vitamine e coenzimi.
Tiamina, riboflavina, piridossina, nicotinamide, acido pantotenico, coenzima A, biotina,
acido folico, retinolo, calciferolo, acido ascorbico, funzioni della vitamina B12
Metabolismo glicidico
Glicidi di importanza biologica: glicogeno, amido, disaccaridi, monosaccaridi.
Glicolisi aerobica ed anaerobica: reazioni chimiche, enzimi e significato funzionale. Origine
dell'acido lattico e 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.
Glicogeno sintesi e glicogenolisi. Regolazione del metabolismo del glicogeno epatico e
muscolare. Gluconeogenesi.
Meccanismo d'azione dell'adrenalina, del glucagone e dell’insulina.
Metabolismo del fruttosio, del lattosio e del galattosio.
Via dei pentosi: ruolo del NADPH nel metabolismo. Favismo. Altre reazioni per la riduzione
del NADP (enzima malico e transidrogenasi).

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

2. Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.

3. Devlin. Biochimica con aspetti clinici. EdiSES

Si rimanda al modulo di BIOCHIMICA II per la descrizione delle modalità di valutazione

Si rimanda al modulo di BIOCHIMICA II per la descrizione delle modalità di valutazione