Biochemistry – Biochimica

Obiettivi Generali Lo scopo di questo corso è fornire agli studenti gli strumenti intellettuali fondamentali necessari a effettuare la misurazione, analisi e interpretazione di cinetiche enzimatiche. Al termine del corso gli studenti avranno acquisito dimestichezza con i concetti elementari di cinetica chimica, comprenderanno le basi teoriche della cinetica allo stato stazionario e di equilibrio rapido e saranno in grado di derivare le relative equazioni di velocità. Avranno inoltre familiarità con gli aspetti pratici della cinetica enzimatica, come i metodi di dosaggio enzimatico e l'uso di software per analizzare i dati cinetici. La comprensione e le capacità analitiche degli studenti includeranno le reazioni enzimatiche con più di un substrato, l’inibizione e l’attivazione enzimatica. Per quanto riguarda la fase pre-stazionaria delle reazioni enzimatiche, gli studenti comprenderanno le basi teoriche delle cinetiche rapide e le principali tecniche sperimentali utilizzate per la loro misurazione; sapranno anche analizzare e interpretare le cinetiche rapide. Obiettivi Specifici Alla fine del corso lo studente acquisirà a) conoscenza e comprensione di:  principi teorici della cinetica allo stato stazionario e di equilibrio rapido di reazioni con uno o più substrati;  aspetti pratici legati alla misura e all’analisi delle cinetiche enzimatiche, che comprendono i vari metodi per saggiale l’attività enzimatica, la corretta determinazione della velocità di reazione, le strategie per la determinazione delle costanti cinetiche e di equilibrio mediante metodi grafici e software, la determinazione della concentrazione dei siti attivi e l’analisi statistica dei dati di cinetica enzimatica;  effetti del pH e della temperatura sull'attività enzimatica e sui parametri cinetici;  i principali tipi di inibizione e attivazione enzimatica, compresi i meccanismi complessi derivanti da interazioni allosteriche e non allosteriche con piccole molecole. Gli studenti conosceranno e comprenderanno anche i meccanismi d'inibizione irreversibile basati sul meccanismo d’azione degli enzimi. In questo contesto, gli studenti avranno modo di comprendere come gli enzimi sono regolati nel metabolismo e come l'inibizione enzimatica può essere utilizzata in medicina come mezzo di controllo del metabolismo cellulare;  principi teorici della cinetica pre-stazionaria, principali tecniche sperimentali e strumenti utilizzati per le misurazioni di cinetica rapida, inclusi i metodi di flusso continuo, flusso interrotto, laser e di rilassamento. b) capacità di applicare conoscenza e comprensione:  applicare i principi della cinetica di stato stazionario e di equilibrio rapido per derivare equazioni che descrivono il comportamento di reazioni a substrato singolo e multisubstrato;  applicare queste equazioni all'analisi dei dati cinetici, utilizzando metodi grafici e software informatici, al fine di stimare i parametri cinetici e di equilibrio;  applicare le conoscenze sugli aspetti pratici della cinetica enzimatica per effettuare corrette misurazioni sperimentali e analisi dei dati cinetici;  derivare equazioni di velocità che descrivono sistemi di attivazione e inibizione semplici e complessi e applicare tali equazioni per analizzare i dati cinetici e stimare le costanti cinetiche e di equilibrio;  applicare le conoscenze sulla fase pre-stazionaria delle reazioni enzimatiche per derivare equazioni di velocità che descrivono le cinetiche rapide; applicare queste equazioni, utilizzando un software appropriato, per stimare i parametri cinetici.  Al termine del corso gli studenti comprenderanno come i dati di cinetica enzimatica possono essere utilizzati nello studio delle relazioni struttura-funzione delle proteine. c) autonomia di giudizio:  saper scegliere le condizioni sperimentali e il metodo di misurazione più appropriati per condurre uno specifico studio di cinetica enzimatica;  giudicare la bontà dei risultati sperimentali in termini di riproducibilità e replicabilità;  riconoscere le principali caratteristiche del sistema cinetico in esame, in modo da derivare o identificare in letteratura le equazioni necessarie all'analisi dei dati; utilizzare queste equazioni per analizzare i dati sperimentali in termini quantitativi, utilizzando un software appropriato;  interpretare i risultati delle analisi cinetiche, in modo da proporre il modello teorico più appropriato che descriva il comportamento del sistema sperimentale in esame. d) capacità di comunicazione:  saper presentare in forma scritta e orale dati cinetici sperimentali, equazioni e grafici;  per uno specifico sistema cinetico, spiegare l'analisi dei dati sperimentali e la loro interpretazione, presentare un modello teorico che spieghi i dati sperimentali;  ricondurre il modello teorico scelto alle relazioni struttura-funzione della proteina in esame. e) capacità di apprendimento:  saper affrontare e risolvere autonomamente nuovi problemi di cinetica enzimatica;  continuare e fare progressi in modo indipendente nello studio della cinetica enzimatica;  imparare in modo indipendente, o con una supervisione limitata, come applicare le competenze acquisite in questo corso al lavoro