10587 - CHIMICA BIOINORGANICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente sa riconoscere i principi chimici alla base della chimica biologica degli elementi, individuare i meccanismi di assunzione, trasporto e regolazione dei metalli e come questi possano essere utilizzati in ambito applicativo. E' inoltre in grado di riconoscere la funzione biologica di un metallo e correlare tale funzione alle caratteristiche strutturali della macromolecola in cui è inserito.

Contenuti

Prerequisiti: Chimica generale ad inorganica (proprietà chimiche degli elementi, concetto di acidi e basi), concetti basilari sulla struttura delle macromolecole biologiche.

Programma del corso

MODULO 1 (2 CFU; Prof.ssa Fermani)

- Classificazione degli elementi in ambito biologico e concetto di biodisponibilità
• Biochimica del ferro: meccanismi di assorbimento, trasporto (transferrina) e stoccaggio (ferritina ed emosiderina); funzioni del ferro in ambito biologico; complessi ferro-diossigeno; mioglobina ed emoglobina; emeritrina; citocromi; proteine ferro-zolfo (rubredossine, ferredossine e HiPIP).

• Biochimica dello zinco: assorbimento, trasporto e stoccaggio (metallotionine); funzioni dello zinco in ambito biologico; metalloenzimi che legano zinco: anidrasi carbonica, carbossipeptidasi; alcool deidrogenasi; proteine a "dito di zinco".

• Biochimica del rame: assorbimento e trasporto del rame (chaperoni); funzioni del rame in ambito biologico; siti di legame del rame; classificazione delle proteine del rame; emocianina.

• Ruolo Biologico degli ioni del I e II gruppo: modalità di trasporto di ioni essenziali come sodio e potassio attraverso la membrana cellulare; pompa sodio-potassio (Na+/K+ ATPase).

 

MODULO 2 (2 CFU; Prof.ssa Panzavolta)

-Controllo ed utilizzo di concentrazioni di ioni metallici nelle cellule. Effetti benefici e tossici di ioni metallici. Biodisponibilità del calcio e dei metalli essenziali contenuti negli alimenti.

-Assorbimento di ioni metallici nelle cellule: composizione e struttura della membrana cellulare, pompe ioniche e canali ionici.

-Regolazione di un metallo benefico: il calcio. Assorbimento, biodisponibilità negli alimenti e meccanismi di controllo dell’omeostasi del calcio nell’organismo.
-Ruolo del calcio nella Chimica Bioinorganica: distribuzione del calcio nei tessuti biologici e negli organelli. Principali funzioni biologiche dello ione calcio.
- Ruolo del calcio come attivatore di processi cellulari, con particolare attenzione alla, nella contrazione dei muscoli e nei processi di biomineralizzazione. Potenziali di azione e canali del calcio operati dal voltaggio. Formazione del tessuto osseo: caratteristiche, organizzazione, controllo, patologie.

- Altri esempi di biomineralizzazione: batteri magnetotattici.

- Applicazione di metalli in medicina: composti inorganici e nanoparticelle metalliche con proprietà antibatteriche.

Testi/Bibliografia

Le diapositive delle lezioni ed il materiale didattico, sono è disponibilie nella piattaforma Virtuale. Materiale aggiuntivo quali articoli scientifici e review utili per la preparazione dell’esame sono disponibili nella piattaforma Virtuale.

Libri suggeriti per approfondimenti:

1) Principles of Bioinorganic Chemistry, S.J. Lippard, J. M. Berg
University Science Book (1994).
2) Bioinorganic Chemistry, Bertini, Gray, Lippard, Valentine
University Science Book (1994).
3) Inorganic Biochemistry- An introduction, J.A. Cowan
Wiley-VCH (1997

Metodi didattici

Le lezioni sono frontali con proiezione di diapositive.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale sugli argomenti del corso (entrambe i moduli). L’esame ha lo scopo di verificare le competenze e le abilità acquisite durante il corso tra cui anche la capacità di leggere in maniera approfondita ed esporre in maniera esauriente un articolo scientifico attinente agli argomenti del corso.

Il voto è la risultante della valutazione della presentazione e delle domande sugli argomenti trattati nei due moduli.
Il tempo richiesto per la prova orale è circa 40 minuti.

Valutazione non sufficiente: conoscenza lacunosa degli argomenti del corso, errori in concetti di base in ambito chimico, linguaggio inappropriato.
Valutazione sufficiente: conoscenza minima degli argomenti trattati nel corso, scarsa capacità argomentativa, alcuni errori anche gravi e linguaggio appena appropriato.
Valutazione buona: buona conoscenza degli argomenti trattati nel corso e buona capacità argomentativa e di esposizione con linguaggio corretto. Qualche errore e/o imperfezione non grave.
Valutazione eccellente: ottima padronanza, capacità di elaborazione ad espositiva degli argomenti del corso. Uso di un linguaggio altamente appropriato.

A studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it) che avrà cura di proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli Obiettivi Formativi del Corso .

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC. Tutte diapositive mostrate a lezione ed eventuali materiali aggiuntivi sono resi disponibili in formato elettronico.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Simona Fermani

Consulta il sito web di Silvia Panzavolta