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Attendere prego ...
L'acqua; Amminoacidi e Proteine; Emoglobina; Enzimi; Bioenergetica; Il metabolismo;La glicolisi; La degradazione e la sintesi del glicogeno; Il ciclo dell'acido citrico; Lafosforilazione ossidativa; I sistemi navetta; La beta-ossidazione degli acidi grassi; Ilcatabolismo degli amminoacidi; La sintesi degli acidi grassi; Le membrane biologiche;La sintesi dei fosfolipidi; La sintesi del colesterolo; Visione d'insieme dei metabolismicellulari; La sintesi e la degradazione dei nucleotidi piridinici e purinici; La sintesi deidesossiribonucleotidi.
Competenze specifiche: Le competenze specifiche che gli studenti dovranno raggiungere riguarderanno l’apprendimento dei principi dell’anabolismo. Competenze trasversali: capacità critiche e autonomia di giudizio riguardo alle questioni scientifiche di biochimica. Capacità di comunicare con il docente e gli altri colleghi per effettuare lavori di gruppo durante le esercitazioni di laboratorio.
Il ciclo dell'acido citrico. Ingresso del piruvato nei mitocondri. Ossidazione del piruvato: complesso enzimatico della piruvato deidrogenasi. Enzimi e coenzimi della piruvato deidrogenasi; meccanismo di reazione, formazone di acetilCoA. Ingresso dell'acetilCoA nel ciclo dell'acido citrico. Enzimi e reazioni del ciclo. Controllo del ciclo dell'acido citrico: regolazione della piruvato deidrogenasi e degli altri enzimi del ciclo; ruolo del calcio. Resa energetica della glicolisi aerobica in termini di equivalenti riducenti ed ATP. La fosforilazione ossidativa. Visione d'insieme dei complessi respiratori. Potenziali di ossido-riduzione. Flusso degli elettroni sui complessi della catena respiratoria. Strutture e funzioni dei cofattori implicati nel trasporto degli elettroni (FMN, FAD, NAD, Ubichinone). Formazione del gradiente protonico. Accoppiamento chemiosmotico. Struttura e funzione dei complessi della catena respiratoria: NADH deidrogenasi (complesso I), Succinato deidrogenasi (complesso II), Citocromo reduttasi (complesso III), Citocromo ossidasi (complesso IV). Studio del consumo di ossigeno. Inibitori della catena respiratoria. ATP-sintetasi. Struttura e funzione. Accoppiamento della sintesi di ATP alla formazione del gradiente protonico ed al consumo di ossigeno. Meccanismo rotatorio dell'ATP sintetasi. Disaccoppianti. UCP (Proteina disaccoppiante). I sestemi navetta.Il sistema navetta (shuttle) del malato/aspartato: funzione e stechiometria. Il sistema navetta del glicerolo fosfato: funzione e stechiometria. La beta- ossidazione degli acidi grassi. I triacilgliceroli. Formazione di acidi grassi liberi dai triacilgliceroli. Nomenclatura degli acidi grassi Attivazione degli acidi grassi. Trasporto virtuale dell'Acil-CoA nei mitocondri. Shuttle della carnitina: CPT I (sito di regolazione da malonilCoA) e II, carnitina traslocasi. Reazioni di ossidazione degli acidi grassi. Produzione di cofattori ridotti. Resa energetica della beta-ossidazione, in termini di ATP. Regolazione intracellulare ed extracellulare della beta-ossidazione. Il catabolismo degli amminoacidi. Reazioni di transamminazione e deamminazione ossidativa: transamminasi e glutammico deidrogenasi. Tossicità dell'ammoniaca. Eliminazione dell'ammoniaca. Ruolo della glutammina: glutammina sintetasi e glutamminasi. Sistemi di trasporto coinvolti. Formazione di un composto meno tossico: l'urea. Ciclo dell'urea e richiesta energetica per l'eliminazione dell'ammoniaca. Regolazione del ciclo dell'urea (CPS1 e ASS, enzima limitante). Degradazione di: Phe, Tyr, Arg, Pro, Glu, Gln, His, Ile, Val, Leu. Sintesi di: Glu, Gln, Asp, Ala, Trp. La sintesi degli acidi grassi e del colesterolo. Reazioni di sintesi degli acidi grassi. Trasporto dell' acetil-CoA dai mitocondri al citosol: shuttle del citrato. Acetil-CoA carbossilasi: struttura terziaria e regolazione; isoforme 1 e 2. Complesso multienzimatico dell'acido grasso sintetasi: struttura terziaria e struttura dell'ACP. Cofattore utilizzato nelle reazioni riduttive (NADPH). Regolazione intracellulare ed extracellulare della biosintesi degli acidi grassi. Relazioni tra biosintesi degli acidi grassi e metabolismo dei carboidrati. Le membrane biologiche Struttura e composizione. Importanza e funzione del colesterolo. Proteine di membrana. La sintesi dei fosfolipidi. Sintesi della fosfatidilserina, della fosfatidiletanolammina e della fosfatidilcolina. Sfingolipidi. La sintesi del colesterolo. Sintesi del colesterolo da Ace
Le lezioni vengono erogate con l’ausilio del videoproiettore e del PC. Strumenti didattici: presentazioni ppt. Durante le esercitazioni in laboratorio ed in aula, è previsto un lavoro individuale e di gruppo al fine di consolidare le competenze trasversali relative alle capacità di giudizio critico ed autonomo. Nel caso in cui, per motivi di sicurezza sanitaria, le lezioni debbano essere erogate a distanza, le attività didattiche si svolgeranno in modalità sincrona, con eventuali momenti in presenza, attraverso piattaforma ed indicazioni definite a livello di Ateneo.
Per ogni appello di esame, la modalità di valutazione dell’apprendimento si articola in una prova di tipo orale. La durata della prova è variabile, da 10 a 20 minuti, durante i quali lo studente risponde (oralmente ma anche con l’ausilio della forma scritta per descrivere schemi e tecniche) a 2-4 quesiti volti ad accertare il conseguimento delle competenze specifiche e trasversali. Criteri di valutazione apprendimento Durante la prova orale viene verificato se lo studente ha acquisito le competenze previste dal programma e se è in grado di comunicare in modo critico ed autonomo le conoscenze con un appropriato linguaggio tecnico e scientifico. Per superare la prova, è necessario che lo studente sia in grado di rispondere in modo esaustivo e completo ad almeno un argomento del primo modulo ed uno del secondo con particolare riferimento ai contenuti metodologici e teorici del corso. Criteri di misurazione dell’apprendimento e attribuzione del voto finale L’attribuzione del voto finale, in trentesimi, viene assunta sulla base dell’esito della prova orale. Nel caso in cui, per motivi di sicurezza sanitaria, gli esami debbano essere erogati a distanza, gli stessi si svolgeranno attraverso piattaforma ed indicazioni definite a livello di Ateneo. Esonero intermedio da intendersi per il modulo 1 Si prevede un esonero intermedio a metà del corso. L’esonero si terrà con le stesse modalità dell’esame.
Materiale specifico fornito dal docente, appunti di lezione e utilizzo dei testi:- I principi di biochimica di Lehninger di David L Nelson, Michael M Cox. Zanichelli
Dr. Mariafrancesca Scalise
ARGOMENTI Ciclo dell’acido citrico MATERIALE LEZIONI: 8 STUDIO:17 ARGOMENTI La fosforilazione ossidativa MATERIALE LEZIONI: 8 STUDIO: 17 ARGOMENTI Beta ossidazione MATERIALE LEZIONI: 8 STUDIO: 17 ARGOMENTI Il catabolismo degli amminoacidi MATERIALE LEZIONI: 8 STUDIO:17 ARGOMENTI Sintesi di acidi grassi e colesterolo MATERIALE LEZIONI: 8 STUDIO: 17 ARGOMENTI MATERIALE Elettroforesi ed Immunoblot LEZIONI: 6 LABORATORIO: 6 STUDIO: 13
The water; Amino Acids and Proteins; Hemoglobin; Enzymes; Bioenergetics; Metabolism;Glycolysis; Degradation and synthesis of glycogen; The citric acid cycle; The oxidative phosphorylation; Shuttle systems; Beta-oxidation of fatty acids; The catabolism of amino acids; The synthesis of fatty acids; Biological membranes; The synthesis of phospholipids; The synthesis of cholesterol; Overview of metabolisms; Synthesis and degradation of pyridine and purine nucleotides; The synthesis of the deoxyribonucleotides.
Inorganic and Organic Chemistry; Mathematics
Specific skills: The specific skills that students will have to achieve will concern the learning of the anabolism. Soft skills: Critical skills and autonomy of judgment regarding the scientific questions of biochemistry. Ability to communicate with the teacher and other colleagues to perform group work during laboratory exercises.
The citric acid cycle. Entry of pyruvate into mitochondria. Oxidation of pyruvate: pyruvate dehydrogenase enzyme complex. Enzymes and co-enzymes pyruvate dehydrogenase; Reaction Mechanism, formation of AcetylCoA. Enzymes and reactions of the cycle. Control of the citric acid cycle: regulation of pyruvate dehydrogenase and other enzymes of the cycle; role of calcium. Energy yield of aerobic glycolysis in terms of reducing equivalents and ATP. Oxidative phosphorylation. Overview of respiratory complexes. Redox potential. Electron flow on the respiratory chain complexes. Structures and functions of the co-factors involved in electron transport (FMN, FAD, NAD, ubiquinone). Formation of the proton gradient. Chemiosmotic coupling. Structure and function of the respiratory chain complexes: NADH dehydrogenase (complex I), succinate dehydrogenase (complex II), Cytochrome reductase (complex III), Cytochrome oxidase (complex IV). Study of oxygen consumption. Inhibitors of the respiratory chain.ATP-synthetase. Structure and function. Coupling of the synthesis of ATP to the formation of the proton gradient and oxygen consumption. Mechanism of ATP synthase. Decoupling. UCP (uncoupling protein). The shuttle system (shuttle) of the malate/aspartate: function and stoichiometry. The glycerol phosphate shuttle system: function and stoichiometry. The beta-oxidation of fatty acids. The triacylglycerols. Formation of free fatty acids from triacylglycerols. Nomenclature of fatty acids. Activation of fatty acids. Transport virtual-CoA in the mitochondria. Shuttle carnitine: CPT I and II, carnitine translocase. Oxidation of fatty acids. Production of reduced cofactors. Energy yield of beta-oxidation, in terms of ATP. Regulation of beta-oxidation. Catabolism of amino acids. Reactions of transamination and oxidative deamination: transamminases and glutamic dehydrogenase.Ammonia toxicity. Elimination of ammonia. Role of glutamine: glutamine synthetase and glutamminase.Transport systems involved. Formation of a compound less toxic: urea. Urea cycle and energy demand for the elimination of ammonia. Adjusting the urea cycle (CPS1 and ASS, limiting enzyme). Degradation of Phe, Tyr, Arg, Pro, Glu, Gln, His, Ile, Val, Leu. Summary of: Glu, Gln, Asp, Ala, Trp.The synthesis of fatty acids and of cholesterol. Reactions of fatty acid synthesis. Transport of acetyl-CoA from the mitochondria to the cytosol: shuttle citrate. Acetyl-CoA carboxylase: tertiary structure and regulation; isoforms 1 and 2. Complex multienzymatic fatty acid synthase: structure and tertiary structure of the ACP. Cofactor used in reductive reactions (NADPH). Regulation of intracellular and extracellular fatty acid biosynthesis. Relationships between fatty acid biosynthesis and metabolism of carbohydrates. Biological membranes Structure and composition. Importance and function of cholesterol. Membrane proteins. The synthesis of phospholipids. Phosphatidylserine, phosphatidylethanolamine and phosphatidylcholine. Sphingolipids. The synthesis of cholesterol. Cholesterol synthesis by acetylCoA. Synthesis regulation. Distribution of cholesterol in tissues. Overview of cellular metabolisms. Role of insulin and glucagon in the inversion of the hepatic metabolism. Connections between the metabolic pathways. Integrated control. The synthesis and degradation of pyridine nucleotides and purine. Regulation of the synthesis. Degradation of purine nucleotides. The synthesis of deoxyribonucleotides.
The lessons are delivered with the aid of the video projector and the PC. Teaching tools: ppt presentations During the laboratory and in classroom, individual and group research work is planned in order to consolidate the transversal skills related to critical and autonomous judgment skills. In the event that, for health security reasons, the lessons must be delivered remotely, the teaching activities will take place synchronously, with some moments in attendance, through a platform and indications defined at the University level.
Learning assessment methods For each exam session, the assessment method of learning is an oral exam. The duration of the test is variable, from 10 to 20 minutes, during which the student responds (orally but also with the help of the written form to describe schemes and techniques) to 2-4 questions to ascertain the achievement of specific skills and transverse. Evaluation criteria for learning During the oral examination, it is verified whether the student has acquired the skills required by the program and is able to communicate in a critical and autonomous way the knowledge with an appropriate technical and scientific language. To pass the test, it is necessary that the student is able to fully and comprehensively answer at least one topic of the first module and one of the second with particular reference to the methodological and theoretical contents of the course. Criteria for measuring learning and assigning the final grade The attribution of the final grade, out of thirty, is taken based on the outcome of the oral exam. In the event that, for health security reasons, the exams must be delivered remotely, the exams will take place through a platform and indications defined at the University level. Intermediate exemption An intermediate exemption is expected midway through the course. The exemption will be held in the same way as the exam.
Lehninger Principles of Biochemistry Zanichelli
Dr. Mariafrancesca Scalise
TOPIC: Citric acid cycle TEXTBOOKS: books and notes LESSONS: 8 HOMEWORKS: 17 TOPIC: Oxphos TEXTBOOKS: books and notes LESSONS: 8 HOMEWORKS: 17 TOPIC: Beta-oxydation TEXTBOOKS: books and notes LESSONS: 8 HOMEWORKS: 17 TOPIC: Catabolism of amino acids TEXTBOOKS: books and notes LESSONS: 8 HOMEWORKS: 17 TOPIC: Synthesis of fatty acids and cholesterol TEXTBOOKS: books and notes LESSONS: 8 HOMEWORKS: 17 TOPIC: Electrophoresis and immunoblot TEXTBOOKS:LABORATORY LESSONS: 6 LABORATORy: 6 STUDIO: 13