57339 - CHIMICA BIOORGANICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce le basi chimiche della struttura e delle proprietà di molecole biologiche ed è in grado di comprendere la logica che regola la chimica bio-organica. Ha acquisito conoscenze di base sui principali percorsi metabolici delle più importanti classi di biomolecole e sulla loro regolazione. È in grado di reperire sulle principali banche dati informazioni sulla struttura di proteine e acidi nucleici e di analizzarne la struttura spaziale ed il meccanismo molecolare di azione mediante programmi di visualizzazione tridimensionale. In particolare, con questa tecnica è in grado di illustrare e discutere il meccanismo di catalisi delle principali classi di enzimi. Comprende l’importanza, attraverso esempi specifici, delle conoscenze della chimica bioorganica in campi applicativi quali quello della biocatalisi e del drug-design.

Contenuti

Prerequisiti:

- Conoscenze di base sulla nomenclatura e classificazione dei composti organici.

- Reazioni caratteristiche delle varie classi di sostanze organiche (livello: Chimica organica 1

 

Programma

Introduzione. Chimica organica, chimica bioorganica e chimica industriale. Cenni ai diversi organismi, alla loro tassonomia. La cellula.

Chimica supramolecolare e importanza dell'autoassemblaggio nei sistemi biologici.

Lipidi: classificazioni e struttura, ruolo biologico.

Membrane e meccanismi di trasporto.

Carboidrati semplici e complessi: struttura e proprietà chimiche, ruolo biologico. Metabolismo dei carboidrati.

Peptidi: Amminoacidi e caratteristiche del legame peptidico. Classificazione e ruolo biologico dei peptidi. Interazioni non covalenti e loro energia. Denaturazione delle proteine. Reazioni sulle catene laterali proteiche e loro applicazioni. I livelli della struttura proteica, struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.

Nucleosidi e nucleotidi: struttura e proprietà chimiche e biologiche. Farmaci nucleosidici. Acidi nucleici.

Le reazioni nei sistemi biologici. Termodinamica e cinetica dei sistemi biologici. Catalizzatori efficienti e selettivi. La cinetica delle reazioni catalizzate da enzimi. Modello di Michaelis-Menten. Meccanismi di catalisi.

Enzimi e coenzimi.

Inibizione enzimatica e esempi di inibitori irreversibili e loro meccanismo d'azione con esempi specifici.

Trasformazioni biologiche delle biomolecole: digestione dei lipidi, glicolisi, ciclo degli acidi tricarbossilici, fosforilazione ossidativa. Fermentazioni.

Motori molecolari.

Esercitazioni pratiche al Computer: utilizzo del programma ChemBioOffice per il disegno e l'analisi stereochimica di molecole bioorganiche. Ricerche su Drug data bank. Le banche dati per le strutture proteiche: Protein Data Bank e PDB Sum. I programmi di visualizzazione ed analisi tridimensionale: Chime, RasMol, Swiss PDB Viewer.

Le esercitazioni su PDB riguarderanno esempi specifici e collegati alla parte teorica del corso.

Testi/Bibliografia

Materiale proiettato a lezione disponibile sia su supporto cartaceo sia presso la Biblioteca Digitale di Ateneo.

J. McMurry, T. Begley: 'Chimica Bio-organica'  Ed. Zanichelli 2007.

G. A. Petsko, D. Ringe: 'Struttura e funzione delle proteine' Ed. Zanichelli 2006.

 

Metodi didattici

Il corso  e' costituito da lezioni frontali tenute in aula e di esercitazioni pratiche nel Laboratorio di Informatica. Verra' dato spazio anche alla discussione con gli studenti.

 

 

Lezioni in aula ed esercitazioni pratiche nel Laboratorio di Informatica

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una verifica dell'apprendimento dei contenuti e del perseguimento degli obiettivi del corso indicati nella sezione 'conoscenze e abilità da conseguire'.

La prova finale consisterà in: una discussione orale su un argomento scelto dallo studente dalla quale il docente prenderà spunto per discutere alcuni argomenti trattati a lezione, e una analisi, mediante programmi di visualizzazione tridimensionale come quelli utilizzati durante le esercitazioni, della struttura spaziale e del meccanismo di azione di alcune proteine o enzimi reperibili nelle principali banche dati del settore.

Criteri di valutazione della prova: il voto finale sarà espresso in trentesimi. Saranno particolarmente apprezzati il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei temi affrontati a lezione e la capacità dello studente di affrontare, utilizzando gli strumenti acquisiti durante il corso, argomenti specifici di interesse anche particolare.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore e lavagna per le lezioni frontali. Aula informatica con computer e programmi utili per le esercitazioni su banche dati (es. PDB).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Carla Boga