Oggetto:
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Biochimica (Canale A)

Oggetto:

Biochemistry

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Anno accademico 2024/2025

Codice attività didattica
SME0980
Docenti
Marco Piccinini (Docente Titolare dell'insegnamento)
Valentina Comunanza (Docente Titolare dell'insegnamento)
Roxana Elena Oberkersch (Docente Titolare dell'insegnamento)
Anno
1° anno
Periodo
Annualità
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
15
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

Chimica generale. Struttura dell'atomo. Configurazioni elettroniche degli elementi. Tavola periodica degli elementi. Proprietà periodiche. Massa atomica, mole e massa molare. Legame ionico. Legame covalente. Strutture di Lewis. Modello VSEPR. Geometria molecolare. Teoria del legame di valenza. Ibridazione orbitalica. Elettronegatività. Molecole polari e apolari. Forze intermolecolari. Soluzioni acquose. Molarità, molalità, frazione molare. Proprietà colligative: pressione osmotica. Concetti di base di termodinamica e cinetica chimica. Energia di attivazione. Legge di azione di massa. Quoziente di reazione. Costante di equilibrio. Equilibri acido-base. Acidi e basi di Brønsted-Lowry. pH. Soluzioni tampone. Elettrochimica: celle galvaniche, potenziali di cella, costante di Faraday. Equazione di Nernst. Chimica organica. Struttura e reattività delle principali classi di composti organici. Idrocarburi saturi, insaturi, aromatici. Alcoli e fenoli. Ammine. Composti carbonilici: aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, esteri, ammidi. Isomeria.

General Chemistry. Atomic structure. Electronic configuration of atoms. Periodic table of the elements. Periodic properties. Atomic mass, mole, molar mass. Ionic bond. Covalent bond. Lewis structures. VSEPR. Molecular geometry. Valence bond theory. Orbital hybridization. Electronegativity. Polar and apolar molecules. Intermolecular forces. Aqueous solutions. Molarity, molality, mole fraction. Colligative properties: osmotic pressure. Basic concepts of chemical thermodynamics and chemical kinetics. Activation energy. Law of mass action. Reaction quotient. Equilibrium constant. Acid-base equilibria. Brønsted-Lowry acids and bases. pH. Buffer solutions. Electrochemistry: galvanic cells, cell potentials, Faraday’s constant. Nernst equation. Organic chemistry. Structure and reactivity of organic compounds. Hydrocarbons: saturated, unsaturated, aromatic. Alcohols and phenols. Amines. Carbonyl compounds: aldehydes, ketones, carboxylic acids, esters, amides. Isomerism.
Propedeutico a
Esami del IV anno e successivi anni corso
Tirocinio abilitante – Area Medica; Tirocinio abilitante – Area Chirurgica; Tirocinio abilitante – Area Medicina Generale
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso integrato è suddiviso in tre moduli

Modulo di biochimica strutturale (SME980A): ha la finalità di approfondire la composizione, la disposizione tridimensionale e le proprietà chimico-fisiche delle molecole biologiche.

Modulo di biochimica metabolica (SME0980B): ha la finalità di descrivere le reazioni chimiche attraverso le quali le cellule degli organismi animali utilizzano l’energia libera derivante dalla ossidazione dei nutrienti per produrre ATP e per sintetizzare macromolecole complesse a partire da precursori più semplici.

Modulo di biochimica d’organo (SME0980C): ha la finalità di descrivere le modalità con le quali le reazioni biochimiche e le vie metaboliche si differenziano nei diversi organi e tessuti.

The course is structured in three modules

Module of structural biochemistry (SME0980A): to provide a description of the composition, three-dimensional disposition and physicochemical properties of biological molecules.

Module of metabolic biochemistry (SME0980B): to provide a description of the chemical reactions through which animal cells couple the free energy obtained by oxidizing nutrients to the synthesis of ATP and biosynthesis of complex molecules starting from small simple precursors.

Module of organ biochemistry (SME0980C): to provide a description of how biochemical reactions and metabolic pathways acquire specific and differentiated properties in different organs to support their functions.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione

Al termine del corso integrato la/lo studentessa/studente dovrà essere in grado di:

  • spiegare la struttura delle principali classi di molecole biologiche
  • spiegare l’organizzazione delle principali vie degradative (cataboliche) e biosintetiche (anaboliche) del metabolismo cellulare e i loro meccanismi di regolazione
  • spiegare i meccanismi biochimici e molecolari correlati alle funzioni del sistema renale, cardiovascolare, endocrino, digestivo, muscolo-scheletrico e nervoso

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso integrato la/lo studentessa/studente dovrà essere in grado di discutere criticamente con i docenti le conoscenze biochimiche acquisite.

Abilità comunicative

Al termine del corso integrato la/lo studentessa/studente dovrà essere in grado di utilizzare un lessico scientifico appropriato per descrivere la struttura delle principali molecole biologiche, l’organizzazione delle vie metaboliche e le specificità metaboliche dei diversi organi e tessuti

Autonomia di giudizio

Al termine del corso integrato la/lo studentessa/studente dovrà essere in grado di individuare concetti biochimici chiave e di riassumerli sinteticamente

Knowledge and Understanding

On completion of the course the student should be able to:

  • explain the structure and function of the most relevant biomolecules
  • explain the organization of catabolic and anabolic pathways and their regulation
  • explain the biochemical and molecular mechanisms supporting the function of renal system, endocrine system, musculoskeletal system, nervous system, cardiovascular system, digestive system

Applying Knowledge and Understanding

On completion of the course the student should be able to critically discuss with teachers about various biochemical subjects.

Communication skills

On completion of the course the student should be able to use appropriate scientific language to describe the structure and function of biomolecules, the organization of metabolic pathways and the biochemical specificities of different organs.

Oggetto:

Programma

Modulo di biochimica strutturale (SME980A)

Struttura, classificazione e proprietà acido-base degli amminoacidi. Il legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine. I domini proteici. Struttura e funzione dell’emoglobina e della mioglobina.

Gli enzimi: classificazione, meccanismi catalitici, cinetica enzimatica, inibitori dell’attività enzimatica, enzimi regolatori. Vitamine coenzimi e cofattori. Esempi di meccanismi d’azione degli enzimi: lattato-deidrogenasi, chimotripsina, aspartato proteasi, amino transferasi, glicogeno fosforilasi, aconitasi, piruvato deidrogenasi, ribonucleotide reduttasi.

Struttura e classificazione dei lipidi: acidi grassi, triacilgliceroli, fosfogliceridi, sfingolipidi, colesterolo. Composizione e organizzazione delle membrane biologiche. Trasporto dei soluti attraverso le membrane: superfamiglia SLC, ATPasi di tipo-F e di tipo-V, trasportatori ABC.

Struttura dei nucleotidi. Bioenergetica: composti ad elevata energia libera di idrolisi, reazioni di trasferimento del gruppo fosforile, reazioni biologiche di ossidoriduzione.

Struttura e classificazione dei carboidrati. Monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi. Glicoconiugati: proteoglicani, glicoproteine e glicolipidi.

Modulo di biochimica metabolica (SME980B)

Metabolismo dei carboidrati. Digestione e assorbimento di amido, lattosio, saccarosio. Destini metabolici del glucosio: glicolisi, via del pentosio fosfato, sintesi del glicogeno, trasformazione in glucuronato, via dell’esosammina. Metabolismo del galattosio. Metabolismo del fruttosio.  Reazione piruvato deidrogenasi. Reazione lattato deidrogenasi. Demolizione del glicogeno. Gluconeogenesi. Ciclo di Cori. Ciclo glucosio alanina. Regolazione del metabolismo del glucosio e del glicogeno. Azione dell’insulina e del glucagone.

Ciclo dell’acido citrico e sua regolazione. Reazioni anaplerotiche del ciclo dell’acido citrico. Reazione piruvato carbossilasi. Fosforilazione ossidativa. Catena di trasporto degli elettroni. ATP sintasi. Regolazione della fosforilazione ossidativa.  Sistema spoletta malato-aspartato. Sistema spoletta del glicerolo 3-fosfato.

Metabolismo dei lipidi. Digestione e assorbimento dei lipidi alimentari. Attivazione degli acidi grassi. Ossidazione mitocondriale degli acidi grassi e regolazione. Ossidazione degli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio. Ossidazione perossisomiale degli acidi grassi. Sintesi e utilizzo dei corpi chetonici. Sintesi del palmitato. Sistemi spoletta dei gruppi acetile. Enzima malico. Sintesi dei triacilgliceroli. Regolazione ormonale della lipogenesi e della lipolisi. Sintesi dei fosfogliceridi, della sfingomielina e dei glicolipidi. Sintesi del colesterolo e sua regolazione. Destini metabolici del farnesil difosfato. Catabolismo del colesterolo. I sali biliari. Struttura e metabolismo delle lipoproteine.

Metabolismo degli amminoacidi ed escrezione dell’azoto. Digestione delle proteine alimentari. Assorbimento degli amminoacidi. Reazioni di transamminazione e deamminazione liasica. Glutammina e alanina come trasportatori di gruppi amminici.  Reazione glutammato deidrogenasi. Ciclo dell’urea.  Vie di degradazione degli amminoacidi. Amminoacidi glucogenici, amminoacidi chetogenici. Amminoacidi degradati a piruvato. Amminoacidi degradati a succinil-CoA. Amminoacidi degradati a α-chetoglutarato. Amminoacidi degradati ad acetil-CoA. Amminoacidi degradati ad ossalacetato. Amminoacidi degradati a fumarato. Folato e metabolismo delle unità monocarboniose. Biosintesi degli amminoacidi non essenziali. Sintesi e metabolismo della creatina.

Metabolismo dei nucleotidi. Sintesi dei nucleotidi purinici e pirimidinici. Sintesi dei deossirinbonucleotidi. Catabolismo dei nucleotidi e vie di salvataggio.

 

Modulo di biochimica d’organo (SME980C)

Bilancio energetico in condizioni fisiologiche e di stress.

Metabolismo dell’ormone somatotropo.

Metabolismo degli ormoni tiroidei.

Metabolismo dei glucocorticoidi surrenalici.

Metabolismo delle gonadi: sintesi ed effetti di progesterone, estrogeni e androgeni.

Metabolismo della prolattina e dell’ossitocina.

Il plasma. Biochimica delle cellule del sangue. Trombosi ed emostasi.

Metabolismo cardiovascolare.

Biochimica del tratto digerente meccanismi di digestione ed assorbimento intestinale. Biochimica del fegato.

Biochimica del tessuto adiposo.

Equilibrio acido-base. Metabolismo renale, omeostasi idrosalina ed ormoni regolatori: mineralcorticoidi, ormone antidiuretico, peptidi natriuretici atriali.

Metabolismo dei neurotrasmettitori. Biochimica della sinapsi. Biochimica della visione.

Biochimica dell’osso e omeostasi del calcio e del fosforo.

Module of structural biochemistry (SME0980A)

Structure and classification of amino acids. Acid-base properties of amino acids. Peptide bond. Structural organization of proteins. Protein domains. Structure and function of myoglobin and hemoglobin.

Enzymes: classification, mechanisms of enzyme catalysis, enzyme kinetics, enzyme inhibitors, regulatory enzymes. Vitamins, coenzymes and cofactors. Examples of enzyme mechanisms: lactate dehydrogenase, chymotrypsin, aspartate protease, glycogen phosphorylase, aminotransferase, aconitase, ribonucleotide reductase.

Structure and classification of lipids: fatty acids, triacylglycerols, glycerophospholipids, sphingolipids, cholesterol. Composition and architecture of biological membranes. Solute transport across membranes: SLC superfamily of solute carriers, F-type and V-type ATPases, P-type ATPases, ATP-binding cassette transporter family.

Structure of nucleotides. Bioenergetics: high energy compounds, phosphoryl group transfer reactions, biological oxidation-reduction reactions.

Structure and classification of carbohydrates: monosaccharides, disaccharides, polysaccharides. Glycoconjugates: proteoglycans, glycoproteins and glycolipids.

 

Module of metabolic biochemistry (SME0980B)

Carbohydrate metabolism. Digestion and absorption of starch, lactose, saccharose. Glucose metabolism: glycolysis, pentose phosphate pathway, glycogen synthesis, glucuronate synthesis, hexosamine pathway. Galactose metabolism. Fructose metabolism. Pyruvate dehydrogenase reaction. Lactate dehydrogenase reaction. Glycogen degradation. Gluconeogenesis. Cori cycle. Glucose-alanine cycle. Regulation of glucose and glycogen metabolism. Function of insulin and glucagon.

The citric acid cycle and its regulation. Anaplerotic reactions of the citric acid cycle. Pyruvate carboxylase reaction. Oxidative phosphorylation. Electron transport chain. ATP synthase. Regulation of oxidative phosphorylation.  Malate-aspartate shuttle. Glycerol 3-phosphate shuttle.

Lipid metabolism. Digestion and absorption of lipids. Activation of fatty acids. Mitochondrial oxidation of fatty acids and its regulation. Oxidation of odd-number fatty acids. Peroxisomal oxidation of fatty acids. Synthesis and utilization of ketone bodies. Palmitate biosynthesis. Acetyl group shuttles. The malic enzyme. Synthesis of triacylglycerols. Hormonal regulation of lipogenesis and lipolysis. Synthesis of glycerophospholipids, sphingomyelin and glicolipids. Synthesis of cholesterol and its regulation. Metabolic fate of farnesil diphosphate. Catabolism of cholesterolol. Bile salts. Structure and metabolism of lipoproteins.

Amino acid metabolism and nitrogen excretion.  Digestion of dietary proteins. Absorption of amino acids. Metabolism of amino acids. Transamination reactions. Lyase deamination. Glutamine and alanine as amino group carriers. The glutamate dehydrogenase reaction. The urea cycle. Pathways of amino acid degradation. Glucogenic and ketogenic amino acids. Amino acids degraded to pyruvate. Amino acids degraded to succinyl-CoA. Amino acids degraded to α-keto glutarate. Amino acids degraded to oxaloacetate. Amino acids degraded to fumarate. Amino acids degraded to acetyl-CoA or acetoacetyl-CoA.  Folate and one carbon metabolism. Biosynthesis of non-essential amino acids. Synthesis and metabolism of creatine.

Nucleotide metabolism. Synthesis of purine and pyrimidine nucleotides. Synthesis of deoxyribonucleotides. Nucleotide catabolism and salvage pathways.

 

 

Module of organ biochemistry (SME980C)

Energy balance in resting and stressed conditions.

Metabolism of growth hormone.

Metabolism of thyroid hormones.

Metabolism of adrenal corticosteroid hormones.

Gonad metabolism: synthesis and effects of progesterone, estrogens and androgens.

Metabolism of prolactin and oxytocin.

Plasma composition. Biochemistry of the blood cells. Thrombosis and Hemostasis.

Heart and vascular metabolism.

Biochemistry of gastrointestinal tract, mechanisms of digestion and intestinal absorption. Biochemistry of the liver.

Biochemistry of adipose tissue.

Acid-base equilibrium. Renal biochemistry, hydro-saline homeostasis and related hormones: mineral corticoids, anti-diuretic hormone, atrial natriuretic peptides.

Metabolism of neurotransmitters. The Biochemical features of synapsis. The biochemistry of vision. Neural metabolism.

Bone biochemistry and homeostasis of calcium and phosphate.

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Modalità di insegnamento

Il corso integrato consta di 150 ore di didattica frontale suddivise in tre moduli

  • modulo di biochimica strutturale (SME980A), 30 ore (primo semestre)
  • modulo di biochimica metabolica (SME980B), 60 ore (primo semestre)
  • modulo di biochimica d’organo (SME980C), 60 ore (secondo semestre)

The course consists of 150 hours of classroom lectures structured in three modules:

  • module of structural biochemistry (SME980A), 30 hours (first semester)
  • module of metabolic biochemistry (SME980B), 60 hours (first semester)
  • module of organ biochemistry (SME980C), 60 hours (second semester)

 

 

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste di due parti

  1. test scritto di 30 domande a scelta multipla sulla piattaforma moodle (30 min) svolto in presenza seguito da
  2. una prova orale

La/lo studentessa/ studente dovrà ottenere un punteggio ≥ 17 su 30 punti nelle domande a scelta multipla per essere ammesso alla prova orale. La votazione finale è espressa in trentesimi.

Examination is composed of two parts

  1. 30 multiple choice questions on the Moodle platform (30 min) followed by
  2. oral examination

The student will have to get a score ≥ 17 out of 30 in multiple choice questions to be admitted to the oral examination.  Final grade is out of 30.

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Attività di supporto

I docenti dell’insegnamento integrato rendono disponibile sulla piattaforma Moodle,  previa iscrizione da parte del/della studente/essa, il materiale didattico utilizzato durante le lezioni in aula. Inoltre i docenti sono disponibili a incontri per fornire chiarimenti su specifici argomenti .

Course materials are regularly  uploaded on Moodle platform and are available to enrolled students. Moreover teachers are available to provide clarifications on specific topics.

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Lehninger Principles of Biochemistry   D. Nelson, M. Cox.  Freeman 7th Edition

I principi di Biochimica di Lehninger      D. Nelson,  M. Cox.  Zanichelli  2022  

Le basi della biochimica     E.Abali, S.Cline, D.Franklin, S.Viselli.   Zanichelli 2023

Biochimica   M. Berg, L. Tymoczko, L. Stryer.   Zanichelli 2020

 

 



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Moduli didattici

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    23/10/2023 alle ore 08:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2025 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 01/04/2025 11:41
    Location: https://medchirurgia.campusnet.unito.it/robots.html
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