BIOCHIMICA GENERALE E BIOCHIMICA CLINICA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE 3Modulo BIOCHIMICA GENERALE
Anno accademico 2025/2026 - Docente: GABRIELLA LUPORisultati di apprendimento attesi
Fornire agli studenti una solida conoscenza su: struttura, funzione e regolazione delle macromolecole biologiche, principali vie e interconnessioni metaboliche di interesse glucidico, lipidico e amminoacidico, degradazione e recupero delle basi puriniche e pirimidiniche, meccanismi e regolazione delle attività enzimatiche.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Prerequisiti richiesti
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
Amminoacidi – Richiami su struttura e funzione, titolazione. Legamempeptidico e sue caratteristiche.
Proteine - Struttura e funzione delle proteine. Struttura primaria. Strutture secondarie: alfa-elica, foglietto-beta. Il grafico di Ramachandran. Struttura terziaria. Struttura quaternaria. Proteine fibrose. Proteine globulari.
Le emoproteine coinvolte nel trasporto dei gas (O2, CO2): mioglobina ed emoglobina: strutture, funzione e regolazione, degradazione e smaltimento dell’eme. Le emoproteine coinvolte nelle reazioni redox. Citocromi.
La catalisi biochimica. – Catalizzatori chimici e catalizzatori biologici. Enzimi: classificazione. Coenzimi e vitamine. Equazione di Michaelis-Menten. Km, Vmax, numero di turnover, Kcat/Km. Il grafico dei doppi reciproci. Effetto del pH e della temperatura sull’attività enzimatica. Inibizione irreversibile. Inibizione reversibile: competitiva, non-competitiva, incompetitiva e mista. Effetto dei diversi tipi di inibitori sul grafico dei doppi reciproci. Complessi multienzimatici.
Regolazione allosterica dell’attività enzimatica.
Introduzione al metabolismo: Concetto di vie e di mappe metaboliche. Vie degradative (catabolismo) e vie biosintetiche (anabolismo). I sistemi navetta: funzionamenti e ruoli metabolici.
Bioenergetica. Molecole di rilievo energetico, produzione e utilizzo dell’energia biochimica nella cellula. Ruoli biochimici del NADH e del NADPH.
Meccanismi generali di regolazione del metabolismo - controllo ormonale, regolazione a feedback, enzimi allosterici, zimogeni, isoenzimi, amplificazione a cascata, compartimentazione, regolazione genica.
Le reazioni biochimiche della glicolisi – Regolazione della glicolisi. Ossidazione dell’acido piruvico: il complesso multienzimatico della piruvico deidrogenasi e il suo meccanismo di reazione. Gluconeogenesi.
Reazioni del ciclo dell’acido citrico regolazione del ciclo.
Metabolismo del glicogeno.
Reazioni della via dei pentosio fosfati.
La fosforilazione ossidativa - Il mitocondrio come centrale energetica della cellula. Le scale di potenziali redox di molecole di importanza biologica. Macchinario per il trasporto degli elettroni: struttura e funzioni dei complessi mitocondriali. I potenziali elettrochimici nel trasporto degli elettroni e ruolo
dell’ossigeno.
Reazioni della beta-ossidazione degli acidi grassi. Attivazione e trasporto nel
mitocondrio: l’acil-CoA sintetasi, la carnitina e il trasportatore acilcarnitina-carnitina. Controllo e resa energetica. Metabolismo del colesterolo. Chetogenesi.
Metabolismo degli amminoacidi e destino dei composti azotati: attivazione dell’ammoniaca, transamminazione, deamminazione ossidativa, ciclo dell’urea.
Degradazione e recupero dei nucleotidi.
Tecniche base di analisi biochimica: Saggi enzimatici; elettroforesi; dosaggio proteico.
Testi di riferimento
1. Introduzione alla Biochimica di Lehninger – D.L. Nelson, M.M. Cox – ZANICHELLI
2. D. Voet, J.G. Voet, Fondamenti di Biochimica, Ed. Zanichelli
2. Campbell & Farrell, Biochimica, EdiSES
4. Nelson, M.M.Cox, Principi di Biochimica di Lehninger, Ed. Zanichelli
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | La struttura degli aminoacidi. Il legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria. Le proteine globulari: albumina e cromoproteine. Proteine fibrose: collagene, elastina, cheratina. Le immunoglobuline e le lipoproteine plasmatiche. Cenni sui metodi di purificazione delle proteine: cromatografia, elettroforesi, Western blotting. | Introduzione alla Biochimica di Lehninger Cap. 3, 4 |
| 2 | Carboidrati e lipidi | Cap. 7 |
| 3 | La struttura dell’Eme. Inserimento dell’ossigeno. La Mioglobina: struttura e funzione. Analogie e differenze con l’Emoglobina. L’Emoglobina: struttura e funzione. Il trasporto dell’ossigeno e del biossido di carbonio. L’effetto Bohr. Il 2,3-bisfosfoglicerato e suo ruolo fisiologico. Funzione tampone dell’emoglobina. Cenno sulle varianti emoglobiniche: emoglobina fetale. Cenni sulle emoglobinopatie | Cap. 5 |
| 4 | GLI ENZIMI Cenni di termodinamica delle reazioni in biochimica. L’energia libera di Gibbs. L’energia di attivazione e ruolo degli enzimi nell’abbassamento del suo valore. Lo stato di transizione nelle razioni. Curve di saturazione. Effetto della concentrazione del substrato. La curva e l’equazione di Michaelis-Menten. Significato della Km e della Vmax. L’inibizione enzimatica. Enzimi nella diagnostica. Regolazione enzimatica | Cap. 6 |
| 5 | IL METABOLISMO GLUCIDICO: glicolisi, gluconeogenesi, il ciclo di Krebs. Le fermentazioni e LDH. Ciclo di Cori e dell'alanina. Il destino metabolico del piruvato. Metabolismo del glicogeno. | Cap. 14, 15, 16 |
| 6 | IL METABOLISMO LIPIDICO. Ossidazione degli acidi grassi e regolazione. I corpi chetonici e la loro utilizzazione energetica. | Cap. 17 |
| 7 | IL METAB. DEGLI AA. reazioni di transaminazione, deaminazione e decarbossilazione (amine biogene). Le principali transaminasi nelle patologie epatiche e nell’ischemia cardiaca: GOT e GPT. La Glutammato deidrogenasi. Ciclo dell'Urea. | Cap. 18 |
| 8 | LE VITAMINE e le loro implicazioni metaboliche e nella patologia. | |
| 9 | BIOENERGETICA MITOCONDRIALE Catena di trasporto degli elettroni mitocondriale e Fosforilazione ossidativa | Cap. 19 |
| 10 | Regolazione ormonale del metabolismo energetico | Cap. 23 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Esempi delle domande per l'esame scritto saranno fornite dal docente agli studenti durante il corso, nelle verifiche in itinere. L'esame orale verte su tutte le parti del programma al fine di verificare la completa preparazione dello studente e la maturità nel gestire le connessioni su diversi aspetti biochimici
Esempi di domande possono essere:
- Parla dei carboidrati
- Differenza tra epimeri ed enantiomeri
- Che tipo di legame è il legame peptidico