- Oggetto:
- Oggetto:
Biochimica strutturale (canale C)
- Oggetto:
Structural Biochemistry
- Oggetto:
Anno accademico 2021/2022
- Codice dell'attività didattica
- SME0980A
- Docente
- Dott. Serena Marchio' (Docente Titolare dell'insegnamento)
- Insegnamento integrato
- Biochimica (Canale C) (SME0980)
- Corso di studi
- [f007-c601] laurea a ciclo unico in medicina e chirurgia - a torino
- Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Annualità
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 2
- SSD dell'attività didattica
- BIO/10 - biochimica
- Modalità di erogazione
- Mista
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
- Nozioni di chimica generale, chimica organica e biologia della cellula.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Questo modulo è parte integrante di Biochimica, un insegnamento che include anche Biochimica metabolica e Biochimica d'organo. L’insegnamento contribuisce all’obiettivo del Corso di Studio di offrire basi scientifiche teoriche utili ad affrontare i problemi di salute delle persone sane o malate nel contesto dell'ambiente chimico-fisico e biologico. Nello specifico, il modulo di Biochimica strutturale ha la finalità di fornire allo studente: (i) un ripasso delle nozioni di Chimica Generale e Chimica Organica come passo introduttivo allo studio delle molecole della vita, (ii) una panoramica della struttura e funzione delle proteine, a partire dagli aminoacidi per arrivare alle proteine fibrose e globulari, (iii) un'introduzione alla funzione degli enzimi e ai principi fondamentali della catalisi, (iv) una descrizione della struttura chimica della membrana cellulare e dei meccanismi di trasporto correlati.
This module is part of Biochemistry, a course that also includes Metabolic Biochemistry and Organ Biochemistry. The teaching contributes to the objective of the Degree Course to offer theoretical scientific foundations useful for addressing the health problems of healthy or sick people in the context of the chemical-physical and biological environment. Specifically, the structural biochemistry module aims to provide the student with: (i) a review of the notions of General Chemistry and Organic Chemistry as an introductory step to the study of the molecules of life, (ii) an overview of the structure and function of proteins, starting from amino acids to get to fibrous and globular proteins, (iii) an introduction to the function of enzymes and the fundamental principles of catalysis, (iv) a description of the chemical structure of the cell membrane and related transport mechanisms.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine dell’insegnamento, lo studente dovrà:
- acquisire una buona conoscenza degli argomenti trattati nel modulo (si veda il Programma qui di seguito)
- descrivere l'organizzazione tridimensionale delle proteine con riferimento ai livelli organizzativi a complessità crescente (struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria)
- collegare struttura e funzione nel contesto delle proteine fibrose e di quelle globulari
- contestualizzare le patologie associate a deficit o mutazioni di specifiche proteine
- utilizzare il linguaggio tecnico proprio delle discipline scientifiche di base applicate alla Medicina
At the end of the course, the student shall:
- acquire a good knowledge of the topics covered in the module (see the Program below)
- describe the three-dimensional organization of proteins with reference to organizational levels of increasing complexity (primary, secondary, tertiary, quaternary structure)
- link structure and function in the context of fibrous and globular proteins
- contextualize the pathologies associated with deficiencies or mutations of specific proteins
- use the technical language of the basic scientific disciplines applied to Medicine
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L’insegnamento del modulo di Biochimica Strutturale verrà erogato in lezioni frontali di 2 ore ciascuna. E' previsto che le lezioni si svolgano in presenza. Occasionalmente alcune lezioni potrebbero tenersi in modalità telematica sulla piattaforma Webex e le registrazioni saranno rese disponibili sulla piattaforma Moodle.
The teaching of the Structural Biochemistry module will be delivered in 2-hours lessons that are expected to take place in class. Some lessons may occasionally be held on the Webex platform and the recordings will be made available on the Moodle platform.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'apprendimento della parte introduttiva (Chimica Generale e Chimica Organica) sarà verificato mediante un esonero scritto costituito da 30 domande del tipo risposta multipla, vero/falso, o simile. L'apprendimento della parte successiva sarà invece valutato al termine dell'insegnamento in un esame che comprenderà anche gli altri due moduli. L’esame sarà costituito da un test scritto (30 domande come sopra) e da un’interrogazione orale.
Learning of the introductory part (General Chemistry and Organic Chemistry) will be verified by means of a written test consisting of 30 questions of the multiple choice, true/false, or similar type. The learning of the next part will instead be assessed at the end of the course in an exam that will also include the other two modules. The exam will consist of a written test (30 questions as above) and an oral interrogation.
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Programma
Chimica Generale e Chimica Organica
- Elementi, tavola periodica, atomi, modelli atomici, orbitali, proprietà periodiche
- Legame chimico, forma delle molecole, reazioni chimiche, termodinamica e cinetica chimica
- Composti del carbonio e gruppi funzionali
- Isomeria
- Idrocarburi, benzene, alcoli, fenoli, eteri, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, ammine, composti poli-funzionali
Biochimica strutturale
Amminoacidi e peptidi
- Gli amminoacidi: formule di struttura e caratteristiche
- Isomeria ottica degli amminoacidi
- Amminoacidi speciali: modificati e non proteici
- Proprietà acido-base e curve di titolazione
- Costante di dissociazione, pKa, pI
- Legame peptidico: caratteristiche chimiche e isomeria
- Esempi di peptidi e loro funzioni
Proteine e loro struttura
- Classificazione in base alla funzione
- Gruppo prostetico
- Struttura primaria: sequenza
- Struttura secondaria: α elica, foglietto β, ripiegamento β
- Struttura super-secondaria: motivo, dominio
- Struttura terziaria: interazioni che la stabilizzano
- Struttura quaternaria: esempi
- Carica, polarità, solubilità
- Acquisizione della forma nativa
- Denaturazione, rinaturazione
Proteine fibrose
- Fibroina
- Filamenti intermedi
- Cheratina
- Miosina e tropomiosina
- Fibrina
- Collagene: tipi e struttura. Malattie correlate: osteogenesis imperfecta, Sindrome di Ehlers-Danlos
- Elastina: struttura. Malattie correlate: Sindrome di Marfan, enfisema polmonare
Proteine globulari 1: mioglobina ed emoglobina
- Trasporto dell’ossigeno negli organismi superiori
- Mioglobina ed emoglobina: struttura e funzioni
- Il gruppo eme e i legami di coordinazione del Ferro
- Cinetiche di ossigenazione
- Regolazione da pO2: esercizio fisico
- Struttura quaternaria dell’emoglobina: forme R e T, modelli
- Regolazione da effettore allosterico: il 2,3-BPG
- Regolazione da pH e CO2: effetto Bohr
- Trasporto della CO2 nel sangue
- Anemie, talassemie
Proteine globulari 2: Enzimi
- Funzione, classificazione, meccanismi di azione
- Equazione di Michaelis-Menten
- Inibitori enzimatici
- Regolazione degli enzimi
- Gli enzimi in medicina
- Introduzione al metabolismo
- Composti ad alta energia: ATP e NADH
- Utilizzo dell’ATP
Componenti della membrana cellulare
- Organizzazione generale della membrana cellulare
- Lipidi: classificazione
- Acidi grassi: saturazione, nomenclatura, isomeria
- Acilgliceroli, trigliceridi
- Glicerofosfolipidi: acidi fosfatidici, fosfatidati
- Glicerofosfolipidi: plasmalogeni
- Sfingolipidi: ceramide, sfingomieline
- Glicosfingolipidi: cerebrosidi, globosidi, gangliosidi
- Malattie da accumulo
- Steroidi: colesterolo
- Lipoproteine
Trasporto di membrana
- Proteine della membrana cellulare
- Permeabilità della membrana
- Trasporto passivo: diffusione semplice, diffusione facilitata, osmosi
- Trasporto attivo primario e secondario
- Pompa Na+/K+
- Potenziale di membrana
- Potenziale d'azione
- Endocitosi, esocitosi, pinocitosi, fagocitosi
General Chemistry and Organic Chemistry
- Elements, periodic table, atoms, atomic models, orbitals, periodic properties
- Chemical bond, shape of molecules, chemical reactions, thermodynamics and chemical kinetics
- Carbon-based compounds and functional groups
- Isomerism
- Hydrocarbons, benzene, alcohols, phenols, ethers, aldehydes, ketones, carboxylic acids, amines, poly-functional compounds
Structural biochemistry Amino acids and peptides
Structural biochemistry
Amino Acids and peptides
- Amino acids: structural formulas and characteristics
- Optical isomerism of amino acids
- Special amino acids: modified and non-protein
- Acid-base properties and titration curves
- Dissociation constant, pKa, pI
- Peptide bond: chemical characteristics and isomerism
- Examples of peptides and their functions
Proteins and their structure
- Classification by function
- Prosthetic group
- Primary structure: sequence
- Secondary structure: α helix, β sheet, β folding
- Super-secondary structure: motive, domain
- Tertiary structure: interactions that stabilize it
- Quaternary structure: examples
- Charge, polarity, solubility
- Acquisition of the native form
- Denaturation, renaturation
Fibrous proteins
- Fibroin
- Intermediate filaments
- Keratin
- Myosin and tropomyosin
- Fibrin
- Collagen: types and structure. Related diseases: osteogenesis imperfecta, Ehlers-Danlos syndrome
- Elastin: structure. Related diseases: Marfan syndrome, pulmonary emphysema
Globular proteins 1: myoglobin and hemoglobin
- Oxygen transport in higher organisms
- Myoglobin and hemoglobin: structure and functions
- The heme group and the Iron coordination bond
- Kinetics of oxygenation
- pO2 regulation: physical exercise
- Quaternary structure of hemoglobin: R and T forms, models
- Regulation by allosteric effector: the 2,3-BPG
- pH and CO2 regulation: Bohr effect
- Transport of CO2 in the blood
- Anemia, thalassemia
Globular proteins 2: Enzymes
- Function, classification, mechanisms of action
- Michaelis-Menten equation
- Enzyme inhibitors
- Regulation of enzymes
- Enzymes in medicine
- Introduction to metabolism
- High energy compounds: ATP and NADH
- Use of ATP
Components of the cell membrane
- General organization of the cell membrane
- Lipids: classification
- Fatty acids: saturation, nomenclature, isomerism
- Acylglycerols, triglycerides
- Glycerophospholipids: phosphatidic acids, phosphatidates
- Glycerophospholipids: plasmalogens
- Sphingolipids: ceramide, sphingomyeline
- Glycosphingolipids: cerebrosides, globosides, gangliosides
- Related diseases: storage diseases
- Steroids: cholesterol
- Lipoproteins
Membrane transport
- Cell membrane proteins
- Permeability of the cell membrane
- Passive transport: simple diffusion, facilitated diffusion, osmosis
- Primary and secondary active transport
- Na+/K+ pump
- Membrane potential
- Action potential
- Endocytosis, exocytosis, pinocytosis, phagocytosis
Testi consigliati e bibliografia
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