BIOPHYSICAL CHEMISTRY

Obiettivi formativi

Obiettivi Generali Gli argomenti trattati in questo insegnamento riguardano le proprietà chimico-fisiche dei sistemi biologici e delle tecniche spettroscopiche e strutturali, sperimentali e teoriche, che ne permettono la caratterizzazione. Saranno, quindi, trattati modelli teorici e le relative dimostrazioni per lo studio di sistemi biologici complessi. Obiettivi specifici Alla fine del corso, per quanto riguarda le conoscenze imprescindibili, lo studente dovrà aver acquisito competenze riguardo alle proprietà chimico-fisiche dei sistemi biologici e alle tecniche e metodologie teoriche e sperimentali più utilizzate per il loro studio. In particolare, dovrà conoscere i principali processi cinetici e termodinamici riguardanti i sistemi biologici, le grandezze in gioco e il loro significato fisico, a livello macroscopico e microscopico. Ci si aspetta che lo studente abbia la capacità di selezionare le equazioni e le formule più adatte alla risoluzione di problemi quantitativi e che sappia scegliere metodi di indagine idonei allo studio dei sistemi proposti (descrittori di Dublino 1 e 2). Verrà, inoltre, valutata la capacità di analisi, di sintesi e di coerenza logica nell’esposizione e l’abilità dello studente di comunicare in un linguaggio appropriato (descrittori di Dublino 3 e 4) anche attraverso discussioni collettive in aula. Infine, trattandosi di un insegnamento della Laurea Magistrale in Biochemistry, sarà apprezzata la conoscenza delle possibili applicazioni delle metodologie di indagine per risolvere problemi di carattere chimico-biologico.

Canale 1
MARIA CHIARA DI GREGORIO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
KEY CONCEPTS IN SPECTROSCOPY Dual nature of electromagnetic radiation, Spectroscopy and molecular energy levels, general properties of a spectroscopic measurement   Calculation of molecular properties by quantum mechanics, wavefunctions-operators- values of observable quantities, Schroedinger equations, interaction of light with molecules, transition dipoles ABSORPTION SPECTROSCOPY Extinction coefficient, spectral properties of peptide-groups, aromatic aminoacids, effects of conjugation, nucleic acid absorption, DNA, spectrum sensitivity to local environment (pH, solvent etc.) , effects of interaction between chromophores CHIRALITY Chirality at different scales, theories of origin of chirality and homochirality in life Chirality in molecules : identification of chiral centers/molecules and nomenclature Chirality in supramolecular aggregates: light polarization, optical rotation, ellipticity, circular birefringence, circular dichroism, calculation of the CD of a dimer (exciton splitting), optical activity of protein and nucleic acids. Chirality in the microscopic word: fractals and golden ratio, chirality in biocrystals (Muller matrix) LINEAR DICHROISM Fundamental concepts, usage in the srudy of DNA, DNA–drug systems, DNA–protein enzymatic complexes, fibrous proteins and membrane peptides IR, RAMAN AND ROTATIONAL SPECTROSCOPY Normal mode of vibrations, quantomechanical and classical discussion, characteristics of the spectra. Vibrational/rotational spectra of important functional groups, biopolymers and bio-crystals LOCALIZED SURFACE PLASMON RESONANCE Introduction to surface plasmon, effects of size/shape of nanoparticles Absorption, circular dicrhoism and Raman signals of plasmonic systems: fundamental knowledge and application in the study of biosystems
Prerequisiti
Elementi base di - meccanica classica e elettromagnetismo - chimica organica é fortemente consigliato la conoscenza di elementi di base di meccanica quantistica (es. dualità onda-particella, quantizzazione dell'energia)
Testi di riferimento
Cantor and Schimmel Biophysical Chemistry, Part I: The conformation of biological macromolecules Cantor and Schimmel Biophysical Chemistry, Part II: Thechniques for the study of biological structure and function Materiale proiettato a lezione, dispense, pubblicazioni scientifiche fornite dal docente
Frequenza
2 lezioni settimanali di 2 ore ognuna
Modalità di esame
L'esame di valutazione consiste in una prova orale in cui verranno discussi i principi base e gli esempi discussi in classe. Verrà inoltre richiesto al candidato di speculare sui possibili metodi investigativi per l'analisi di un sistema biologico complesso preso dalla letteratura.
Modalità di erogazione
Le lezioni verranno svolte in classe con proiezione delle slides
ALESSANDRA DEL GIUDICE Scheda docente
  • Codice insegnamento10598572
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoBiochemistry – Biochimica
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno2º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDCHIM/02
  • CFU6