Medicine and surgery (abilitante all'esercizio della professione di Medico Chirurgo) - Medicina e chirurgia "F"

Nozioni preliminari: composizione chimica della materia vivente. Proprietà dell'acqua. Sistemi tampone biologici. Proteine: amminoacidi. Classificazione, proprietà acido-base, punto isoelettrico. Legame peptidico, struttura e proprietà. Grafico di Ramachandran. Glutatione, neuropeptidi: vasopressina, ossitocina (struttura generale e funzione). Struttura generale e maturazione dell'insulina. Struttura delle proteine: livelli di organizzazione. Collagene e sua maturazione e patologie correlate,alfa- cheratine, fibroina. Emoglobina e mioglobina, struttura e funzione. Grafico di saturazione frazionale. Equazione di Hill. Cooperatività e le sue basi strutturali. Effettori allosterici (2,3-BPG, CO2, H+ ed effetto Bohr, Cl-). Trasporto di CO2 nel sangue. I modelli allosterici. Emoglobinopatie. Composizione del sangue Introduzione alla proteomica. Ripiegamento proteico Denaturanti chimici e fisici. L'effetto idrofobico. L'esperimento di Anfinsen e il paradosso di Levinthal. Chaperoni e chaperonine. Proteina APP. Basi molecolari di malattie degenerative causate da misfolding. Immunoglobuline. Classificazione. Struttura e funzione. Principi di metodologia biochimica. Metodi di purificazione e caratterizzazione delle macromolecole: cromatografia, elettroforesi, spettrofotometria, fluorimetria. SDS-PAGE, isoelettrofocalizzazione. Elettroforesi bidimensionale. Cristalligrafia (cenni) e banca dati PDB Vitamine idrosolubili. Vitamine B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12, C. Fonti di vitamine e carenze. Coenzimi. Enzimi. Nomenclatura enzimatica Proprietà generali degli enzimi: velocità di reazione, specificità della reazione e stereospecificità, regolazione. Catalisi e energia libera di attivazione. Catalisi acido-base, covalente e basata su ione metallico. Meccanismi catalitici di anidrasi carbonica, proteasi a serinae lisozima. Cinetica chimica: equazione di velocità, ordine di reazione, costanti di velocità specifica di primo ordine e di secondo ordine. Cinetica enzimatica: equazione di Michaelis-Menten. Significato di KM e VMAX (kCAT) e costante di specificità. Ipotesi del pre-equilibrio rapido. Lo stato stazionario. Determinazione sperimentale dei parametri dello stato stazionario. Determinazione grafica dei parametri dello stato stazionario. Trasformazioni lineari: Lineweaver-Burk. Inibizione enzimatica: inibizione competitiva, incompetitiva, mista e non competitiva. Glucidi. Proprietà generali e classificazione. Monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa, chitina). Glucidi di riserva e strutturali. Eteropolisaccaridi. Glicosaminoglicani e matrice extracellulare. Glicoproteine. Proteoglicani. Lipidi. Proprietà generali e classificazione. Lipidi di riserva. Triacilgliceroli. Classificazione dei lipidi di membrana. Fosfoglicerolipidi e sfingolipidi. Colesterolo e derivati. Acido arachidonico Composizione e struttura delle membrane biologiche. Componente lipidica e proteica delle membrane. Proteine di membrana: integrali e periferiche. Meccanismi di trasporto passivo e attivo. Trasportatori (trasportatore del glucosio, trasportatore cloro-bicarbonato). Canali ionici e pompe (SERCA, ATPasi e Na/K ATPase). Coagulazione del sangue - Fattori coinvolti nella coagulazione: proteasi di serina, Ca2+ e fosfolipidi. Struttura del fibrinogeno e sua polimerizzazione. Transglutaminasi. Protrombina e sua attivazione. Vitamina K e il suo ruolo nella sintesi dell’ gamma carbossi glutammato (Gla). Anticoagulanti e fibrinolisi.

Prerequisiti: Conoscenza dei principi fondamentali della chimica generale. Conoscenze di base della chimica organica finalizzate allo studio della biochimica: struttura delle molecole organiche; gruppi funzionali e loro principali caratteristiche e reattività. Conoscenza delle nozioni di base della biologia cellulare. Lo studente per poter sostenere l’esame deve aver superato l’esame di Chimica e Propedeutica Biochimica.

Libri di testo (consigliati): DL Nelson & MM Cox - Lehninger Principles of Biochemistry (7th edition) D. Voet, JG Voet, CW Pratt - Fundamentals of Biochemsitry- Life at the Molecular Level (5th edition)

Frequenza obbligatoria

Modalità di valutazione: La valutazione dell’apprendimento relativo all’intero insegnamento si baserà sull’esito di un esame scritto strutturato come segue: - 4 formule di struttura di importanti biomolecole a basso peso molecolare e dei principali legami chimici nelle biomolecole; - 4 quesiti a scelta multipla (vero/falso) su argomenti trattati in modo esaustivo durante il corso. - 2 domande aperte su argomenti di Biochimica e Biologia Molecolare trattati in modo esaustivo durante il corso.

lezioni frontali

Obiettivi dell'insegnamento: - conoscere la struttura e la funzione degli amminoacidi, di oligopeptidi e vitamine idrosolubili - conoscere la struttura e la funzione di proteine fibrose, mioglobina, emoglobina e immunoglobuline - conoscere le proprietà e la funzione degli enzimi e la loro regolazione - conoscere alcune metodologie di studio e caratterizzazione delle proteine. - conoscere la struttura e la funzione dei carboidrati e i legami che sono coinvolti nelle strutture polimeriche e per la formazione dei complessi con proteine e lipidi (glicoproteine e glicolipidi) - conoscere la struttura e la funzione dei lipidi - Ruolo dei lipidi nella composizione delle membrane biologiche. Classificazione dei lipidi di membrana. Struttura delle proteine di membrana e legami coinvolti. Meccanismo di trasporto attraverso le membrane. - basi biochimiche della coagulazione del sangue - sapere come la struttura del DNA e i legami che la stabilizzano e che intervengano nelle interazioni specifiche tra DNA e proteine (strutturali e regolatorie) sono alla base del controllo dell’espressione genica. - conoscere I meccanismi base del controllo dell’espressione genica e i diversi livelli di regolazione Nozioni preliminari: composizione chimica della materia vivente. Proprietà dell'acqua. Sistemi tampone biologici. Proteine: amminoacidi. Classificazione, proprietà acido-base, punto isoelettrico. Legame peptidico, struttura e proprietà. Grafico di Ramachandran. Glutatione (struttura e funzione). Struttura generale e maturazione dell'insulina. Struttura delle proteine: livelli di organizzazione. Collagene e sua maturazione e patologie correlate, alfa cheratine,. Emoglobina e mioglobina, struttura e funzione. Grafico di saturazione frazionale. Equazione di Hill. Cooperatività e le sue basi strutturali. Effettori allosterici (2,3-BPG, CO2, H+ ed effetto Bohr, Cl-). Trasporto di CO2 nel sangue. I modelli allosterici. Emoglobinopatie. Composizione del sangue Introduzione alla proteomica. Ripiegamento proteico Denaturanti chimici e fisici. L'effetto idrofobico. L'esperimento di Anfinsen e il paradosso di Levinthal. Chaperoni e chaperonine. Proteina APP. Basi molecolari di malattie degenerative causate da misfolding. Immunoglobuline: struttura e funzione. Principi di metodologia biochimica. Metodi di purificazione e caratterizzazione delle macromolecole: cromatografia, elettroforesi, spettrofotometria, fluorimetria. SDS-PAGE, isoelettrofocalizzazione. Elettroforesi bidimensionale. Cristalligrafia (cenni) e banca dati PDB Vitamine idrosolubili. Vitamine B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12, C. Fonti di vitamine e carenze. Coenzimi. Enzimi. Nomenclatura enzimatica Proprietà generali degli enzimi: velocità di reazione, specificità della reazione e stereospecificità, regolazione. Catalisi e energia libera di attivazione. Catalisi acido-base, covalente e basata su ione metallico. Meccanismi catalitici di anidrasi carbonica, proteasi a serina e lisozima. Cinetica chimica: equazione di velocità, ordine di reazione, costanti di velocità specifica di primo ordine e di secondo ordine. Cinetica enzimatica: equazione di Michaelis-Menten. Significato di KM e VMAX (kCAT) e costante di specificità. Ipotesi del pre-equilibrio rapido. Lo stato stazionario. Determinazione sperimentale dei parametri dello stato stazionario. Determinazione grafica dei parametri dello stato stazionario. Trasformazioni lineari: Lineweaver-Burk. Inibizione enzimatica: inibizione competitiva, incompetitiva, mista e non competitiva. Glucidi. Proprietà generali e classificazione. Monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa). Glucidi di riserva e strutturali. Eteropolisaccaridi. Glicosaminoglicani e matrice extracellulare. Glicoproteine. Proteoglicani. Lipidi. Proprietà generali e classificazione. Lipidi di riserva. Triacilgliceroli. Classificazione dei lipidi di membrana. Fosfoglicerolipidi e sfingolipidi. Colesterolo e derivati. Acido arachidonico Composizione e struttura delle membrane biologiche. Componente lipidica e proteica delle membrane. Proteine di membrana: integrali e periferiche. Meccanismi di trasporto passivo e attivo. Trasportatori (trasportatore del glucosio, trasportatore cloro-bicarbonato). Canali ionici e pompe (SERCA, ATPasi e Na/K ATPase). Coagulazione del sangue - Fattori coinvolti nella coagulazione: proteasi di serina, Ca2+ e fosfolipidi. Struttura del fibrinogeno e sua polimerizzazione. Transglutaminasi. Protrombina e sua attivazione. Vitamina K e il suo ruolo nella sintesi dell’ gamma carbossi glutammato (Gla). Anticoagulanti e fibrinolisi. Struttura e proprietà fisico-chimiche di basi azotate, nucleosidi e nucleotidi. Cofattori contenenti nucleotidi e nucleotidi regolatori (cAMP e cGMP). Polinucleotidi. La doppia elica del DNA: DNA A, B e Z, differenze tra le conformazioni. struttura base del cromosoma, elementi strutturali di un gene. Meccanismi regolativi di base che controllano produzione e stabilità delle proteine: regolazioni epigenetiche, regolazioni trascrizionali, post trascrizionali e post traduzionali.Denaturazione del DNA ed effetto ipercromico. Appaiamento delle basi Watson e Crick e Hoogsteen. DNA supercoiling e linking number. Enzimi che controllano la superavvolgimento: topoisomerasi I e II. Struttura dei nucleosomi e istoni. RNA polimerasi. Fattori di trascrizione e motivi strutturali nelle proteine leganti il DNA: HTH, dita di zinco, HLH, cerniera a leucina. Tecniche: enzimi utilizzati nella tecnologia del DNA ricombinante. Chimica del s equenziamento del DNA mediante il metodo Sanger e sequenziamento automatico del DNA. Prodotti del DNA ricombinante in medicina.. PCR e le sue applicazioni in Medicina.

Conoscenza dei principi fondamentali della chimica generale. Conoscenze di base della chimica organica finalizzate allo studio della biochimica: struttura delle molecole organiche; gruppi funzionali e loro principali caratteristiche e reattività. Conoscenza delle nozioni di base della biologia cellulare. Lo studente per poter sostenere l’esame deve aver superato l’esame di Chimica e Propedeutica Biochimica.

Libri di testo (consigliati): DL Nelson & MM Cox - Lehninger Principles of Biochemistry (8th edition) D. Voet, JG Voet, CW Pratt - Fundamentals of Biochemsitry- Life at the Molecular Level (5th edition)

La frequenza è obbligatoria

La valutazione dell’apprendimento relativo all’intero insegnamento si baserà sull’esito di un esonero scritto strutturato come segue: - 5 formule di struttura di importanti biomolecole a basso peso molecolare e dei principali legami chimici nelle biomolecole; - 5 quesiti a scelta multipla (vero/falso) su argomenti trattati in modo esaustivo durante il corso. - 1 domanda aperta su un argomento di Biochimica e Biologia Molecolare trattato in modo esaustivo durante il corso. Per superare l'esonero occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati durante il corso Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, argomentando un ragionamento lineare con l’impiego di termini tecnici ed avvalendosi di espressioni linguistiche corrette

L’insegnamento di “Biochemistry I” consiste in lezioni frontali in aula. Le lezioni sono tutte interattive, per cui il docente stimola gli studenti con domande alle quali essi, in virtù dei corsi o lezioni già seguiti, possono dare risposta. Questo permette al docente di rendere evidenti i collegamenti tra il corso in essere e alcuni corsi precedenti, le cui nozioni hanno un ruolo chiave per la comprensione di quanto proposto a lezione. I continui richiami a nozioni di corsi precedenti o paralleli devono abituare lo studente a non studiare la materia proposta come qualcosa di chiuso, finalizzato al superamento dell’esame finale, da archiviare subito dopo, ma vuole metter in luce uno studio multidisciplinare, a cui lo studente va educato. Lo studente potrà trovare sulla piattaforma e-learning le slides e il materiale didattico (programma d’esame, testi consigliati) utili per la preparazione dell’esame. Resta inteso che le slide sono una guida agli argomenti di esame.

Proteine: aminoacidi. Classificazione, proprietà, proprietà acido-base, punto isoelettrico. Legame peptidico, struttura e proprietà. Trama di Ramachandran. Glutatione, Neuropeptidi: vasopressina, ossitocina (struttura generale e funzione). Struttura generale e maturazione del insulina. Struttura delle proteine: livelli di organizzazione. Collagene e suoi maturazione, cheratina, fibroina. Emoglobina e mioglobina, struttura e funzione. Grafico di saturazione frazionaria. Equazione di Hill. Cooperazione e le sue basi strutturali. Il meccanismo stereochimico di Perutz. allosterico effettori (BPG, CO2, H+, effetto Bohr). Trasporto del sangue di CO2. Il modello MonodWyman-Changeux. Emoglobinopatie. Composizione del sangue. Immunoglobuline. Introduzione alla proteomica. Ripiegamento proteico. Chimico e fisico denaturanti. Accompagnatori e accompagnatori. L'effetto idrofobico. L'esperimento di Anfinsen e il paradosso di Levinthal. proteine ​​APP. Basi molecolari delle malattie degenerative causate da misfolding. Principi di metodi biochimici. Purificazione delle macromolecole e metodi di caratterizzazione: cromatografia, elettroforesi, spettrofotometria, fluorimetria. SDS-PAGE, focalizzazione isoelettrica. Vitamine idrosolubili. Vitamine B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9*, B12*, C, Fonti vitaminiche e carenze. Coenzimi. * la struttura di queste vitamine non sarà richiesta. Carboidrati: Monosaccaridi: aldosi e chetosi, stereoisomeri, emiacetali, conformazione ciclica, derivati ​​esosi. Disaccaridi: glicosidici legame. Polisaccaridi: amido, glicogeno, cellulosa e chitina. Glicosaminoglicani. Proteoglicani e glicoproteine. peptidoglicano. Lipidi. Classificazione e strutture. Struttura e montaggio della membrana. Componenti lipidici e membrana asimmetria. Proteine ​​di membrana: transmembrana, legate ai lipidi, legato alle proteine. Zattere lipidiche, glicocalice. Trasporto di membrana: trasporto passivo (canali ionici, canale K+, acquaporine, carrier, trasportatori di glucosio e cloruro-bicarbonato). Trasporto attivo (pompa Na/K, pompa SERCA) e attivo secondario trasporto. Strutture: acido miristico, palmitico e stearico; palmitoleico, oleico, acido linoleico, linolenico e arachidonico, acido fosfatidico, fosfatidiletanolammina, fosfatidilserina, fosfatidilcolina, sfingosina, ceramide, sfingomielina, colesterolo. Acidi nucleici. Nucleosidi e nucleotidi: classificazione e proprietà e possibili modifiche. Puckers di zucchero e angoli di torsione. Nucleo organizzazione strutturale degli acidi: strutture a doppia elica del DNA: A, B e Z e le loro caratteristiche strutturali. Superavvolgimento del DNA: collegamento, torsione e numeri che si contorcono. crociformi; tetraplessi G. Topoisomerasi I e II e il loro meccanismo d'azione. Inibitori delle topoisomerasi. Compattazione della cromatina: istoni e nucleosomi. Eucariotico e RNA polimerasi procariotica. Meccanismi generali di regolazione della trascrizione in batteri e cellule eucariotiche. Motivi nel legame del DNA proteine: elica-giro-elica, elica-ansa-elica, cerniera di leucina e zinco dito. Principi di tecniche di biologia molecolare. Purificazione del DNA. Nucleo ibridazioni acide. Clonazione molecolare. PCR e sue applicazioni. Metodi di espressione delle proteine ​​ricombinanti. Sequenziamento del DNA: successivo sequenza di generazione. Microarray. Strutture: tutti i nucleotidi compresi i derivati ​​metilati di basi azotate, legami fosfodiestere, vitamina K, γ-carbossiglutammato. Enzimi Nomenclatura degli enzimi. Proprietà generali degli enzimi: velocità accelerazione, specificità di reazione e stereospecificità, regolazione. Catalisi ed energia libera di attivazione. Acido-base, covalente e metallico catalisi ionica. Meccanismi di ribonulceasi, anidrasi carbonica e serina proteasi. Cinetica chimica: equazione della velocità, ordine di reazione, costanti di velocità specifiche del primo e del secondo ordine. Cinetica enzimatica: Equazione di Michaelis-Menten. Significato di KM e VMAX (kCAT) e il costante di specificità. Ipotesi di pre-equilibrio rapido. Il costante regime statale. Determinazione sperimentale dello stato stazionario parametri. Determinazione grafica dei parametri di stato stazionario: Trasformazioni lineari Lineweaver-Burk e Eadie-Hofstee (opzionale). Inibizione enzimatica: competitiva, non competitiva, mista e non inibizione competitiva. La coagulazione del sangue: ruolo fisiologico e coinvolgimento nella patologia. Sistema intrinseco e sistema estrinseco. Ruolo delle piastrine e fattori derivato dalle piastrine. Prostaglandina endoperossido sintasi. Ruolo di sintesi di vitamina K e Gla. Struttura del fibrinogeno e delle fibre di fibrina. Fibrinolisi. Programma del modulo: Introduzione al metabolismo: metabolismo intermedio; omeostasi e stato stazionario. Percorsi single-step vs multistep. Catabolismo e anabolismo. Possibili interconversioni dei tre principali combustibili metabolici nell'uomo. Tipi di percorsi metabolici: lineare, ciclico, a spirale. Il potenziale di trasferimento del gruppo fosfato. Il flusso di gruppi fosforici dai donatori di fosfato ad alta energia, attraverso il sistema ATP-ADP, agli accettori di fosfato a bassa energia. Principi di bioenergetica. Energia e sua conservazione: prima e seconda legge della termodinamica. ATP e il suo ruolo nel metabolismo. Metabolismo dei carboidrati Assorbimento e digestione. Intolleranza al lattosio. Ingresso del glucosio nella cellula: i trasportatori GLUT e il loro ruolo nel mantenimento dell'omeostasi del glucosio. Glicolisi (tutti i passaggi): fase preparatoria (I) e fase di erogazione (II). Destini alternativi del piruvato. Altri carboidrati che alimentano la glicolisi (fruttosio, mannosio, galattosio e glicogeno). Esempi di meccanismo catalitico: aldolasi, fosfogluco-isomerasi e mutasi. Fruttosio 2,6- bisfosfato come modulatore allosterico di glicolisi e gluconeogenesi. Metabolismo del fruttosio. Metabolismo del galattosio. Fermentazione del lattato. Ciclo di Cori. Glicolisi e cancro: effetto Warburg. Gluconeogenesi (tutti i passaggi) e substrati che la alimentano. Ciclo del glucosio-alanina. Meccanismo catalitico della piruvato carbossilasi. Le reazioni anaplerotiche che ricostituiscono gli intermedi del ciclo di Krebs. Glucosio 6-fosfato fosfatasi. La via del pentoso fosfato: le 4 modalità di azione. Regolazione. Fase ossidativa e fase non ossidativa (tutti i passaggi). Vie metaboliche che richiedono NADPH. Citocromi P450: mitocondriale e microsomiale. Ruolo dell’enzima G6PDH (glucosio 6-phosphato deidrogenasi) negli eritrociti, nella disintossicazione da ROS. Glutatione reduttasi e perossidasi. Carenza di G6PDH e patologie associate. Sintesi e degradazione del glicogeno. Glicogenina. Glicogenolisi: ruolo del glicogeno fosforilasi e PLP nel suo meccanismo. Enzimi ramificante e deramificante. Malattie da deposito di glicogeno: malattia di von Gierke, Cori, McArdle e Pompe. Ossidazione di piruvato e acetil-CoA. Ciclo dell'acido citrico (tutti i passaggi). Piruvato deidrogenasi: coenzimi e ruolo degli enzimi E1, E2 ed E3. Deficit di PDH. Avvelenamento da arsenico. Aconitasi citosolica e mitocondriale e omeostasi del ferro. Esempi di meccanismo catalitico: isocitrato deidrogenasi. I sistemi navetta malato-aspartato e glicerofosfato. Lipoproteine, dettagli di struttura e metabolismo. Ossidazione degli acidi grassi. Shuttle della carnitina e beta ossidazione mitocondriale di entrambi, acidi grassi a catena pari e dispari di carbonio. Beta ossidazione nel perossisoma. Metabolismo dei corpi chetonici. Meccanismi regolatori. Sintesi degli acidi grasso. Complesso enzimatico e subunità di FAS. Allungamento e desaturazione. Sintesi di trigliceridi e fosfolipidi. Strategia I e II. Biosintesi di sfingosina. Sintesi dei trigliceridi e ciclo del triacilglicerolo. Glyceroneogenesis. Sintesi del colesterolo e dei suoi derivati. Vitamine liposolubili (A, D, E e K). Vitamina A e meccanismo della visione. Trasporto di elettroni e fosforilazione ossidativa: trasduzione dell’energia, teoria chemiosmotica, postulato di Mitchell, pompe protoniche primarie e secondarie, agenti disaccoppianti (ionofori e protonofori). DNA mitocondriale. Coenzima Q. La catena respiratoria mitocondriale, complesso I-V (gruppi prostetici principali). Inibitori della respirazione cellulare. Struttura del complesso III e ciclo Q. Struttura ATP sintasi, elementi essenziali del meccanismo rotante. Metabolismo dell'eme: biosintesi, meccanismo di ALA sintasi, PBG sintasi e schema generale di sintesi dell'eme; porfirie; catabolismo: eme ossigenasi, biliverdina riduttasi. Metabolismo dell'azoto. Omeostasi dell’azoto. Digestione di proteine esogene e assorbimento degli amminoacidi. Meccanismo di transaminazione PLP-dipendente (meccanismo dettagliato). PLP e racemizzazione e decarbossilazione di amminoacidi. Transdeaminazione: glutammato deidrogenasi. Ciclo dell'urea. Meccanismi regolatori Biosintesi di ammine biologiche (neurotrasmettitori: adrenalina, dopamina e serotonina) Metabolismo dettagliato di fenilalanina, cisteina, metionina. Reazioni SAM e di metilazione (sintesi della creatina). Degradazione delle proteine endogene. UPS e autofagia. Metabolismo dei nucleotidi.

struttura della materia vivente, proprietà dell'acqua, proprietà dei sistemi biologici.

DL Nelson & MM Cox - Lehninger Principles of Biochemistry (7th edition) D. Voet, JG Voet, CW Pratt - Fundamentals of Biochemsitry- Life at the Molecular Level (5th edition)

lezioni frontali

in aula, obbligatoria

Modalità di valutazione scritta: La valutazione dell’apprendimento relativo all’intero insegnamento si baserà sull’esito di un esame scritto strutturato come segue: - 5 formule di struttura di importanti biomolecole a basso peso molecolare e dei principali legami chimici nelle biomolecole; - 5 quesiti a scelta multipla (vero/falso) su argomenti trattati in modo esaustivo durante il corso. - 1 domande domanda aperte aperta su un argomenti argomento di Biochimica e Biologia Molecolare trattati trattato in modo esaustivo durante il corso.

lezioni frontali