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 al corso. 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 di alcuni carboidrati.

Peptidi: Amminoacidi e caratteristiche del legame peptidico (richiami). 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

Tutte le diapositive presentate in aula mediante videoproiezione, gli esercizi svolti in aula vengono messi a disposizione tramite l'applicativo che sarà messo a disposizione dall'ateneo.

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

 

 

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.

L'insegnamento partecipa al progetto di innovazione didattica dell'Ateneo.

 

 

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). Tutte le diapositive presentate in aula mediante videoproiezione, gli esercizi svolti in aula vengono messi a disposizione  tramite l'applicativo che sarà messa a disposizione dall'Ateneo.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Carla Boga