CHIMICA BIOINORGANICA

Obiettivi formativi

1) Conoscenza dei principali elementi inorganici presenti nei sistemi biologici e del diverso ruolo svolto dai metalli nella regolazione di importanti proprietà (struttura, meccanismo di azione, specificità e attività catalitica) in molecole di interesse biologico quali proteine e acidi nucleici, incluso l’uso terapeutico di metalli normalmente non presenti nei sistemi viventi. Conoscenza di base di alcune delle tecniche di indagine utilizzate in Chimica Bioinorganica quali la risonanza di spin elettronico, l’effetto Mössbauer, il comportamento magnetico di ioni metallici. 2) Capacità di correlare le proprietà degli elementi inorganici con il ruolo che essi svolgono all’interno delle biomolecole, seppure modulato dalla componente biologica. Capacità di applicazione delle diverse tecniche di indagine in ambito biologico con particolare riferimento alle informazioni che da esse possono essere ricavate. 3) Sviluppo delle capacità critiche e di giudizio nell’apprendimento della materia, attraverso lo studio del materiale didattico fornito agli studenti e la frequenza delle lezioni, durante le quali gli studenti sono invitati a fare domande e a richiedere chiarimenti. Essendo il corso costituito solo da lezioni frontali non sono previste altre attività. 4) Capacità di comunicare quanto appreso durante il corso attraverso la prova di esame, consistente in una discussione della durata di circa 30 minuti, finalizzata a verificare l'apprendimento critico degli argomenti svolti e la capacità di approfondimento personale. 5) Capacità di approfondimento degli argomenti studiati, ciascuno secondo le propensioni personali per ciascun argomento in modo autonomo mediante la consultazione della letteratura o di testi specializzati consigliati a lezione e disponibili nella Biblioteca del Dipartimento.

Canale 1
MARIA PIA DONZELLO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
1) Introduzione alla chimica bioinorganica. 2) Gli elementi chimici essenziali in biologia. 3) Principi di chimica di coordinazione correlati alla bioinorganica: aspetti termodinamici e cinetici. 4) Struttura elettronica e struttura geometrica degli ioni metallici nei sistemi biologici. 5) Proprieta' delle molecole biologiche: proteine ed acidi nucleici. 6) Metodi Fisici in Chimica Bioinorganica con particolare riferimento alla spettroscopia EPR e Mössbauer e alle misure magnetiche. 7) Biodisponibilita' degli ioni metallici, strategie di assunzione e assemblaggio di unità contenenti metalli in biologia. Enterobattina. Strategie di arricchimento e chimica intracellulare di ioni poco abbondanti. Clusters ferro-zolfo. Ferritina. 8) Controllo e utilizzo della concentrazione di ioni metallici nelle cellule. Omeostasi. Transferrina. Meccanismi di detossificazione da metalli tossici (mercurio). Generazione di gradienti di ioni metallici. Na+-K+ ATP asi. Recettore dell’acetilcolina. Canale del sodio. 9) Interazione degli ioni metallici con proteine ed acidi nucleici: legame, struttura e stabilita'. Transcarbamoilasiaspartato. Zn-fingers. Proteine che legano il calcio: la calmodulina. Il legame delle proteine al DNA contenente metallo: interazione cis-platino-DNA. 10) Legame di ioni metallici e complessi a centri attivi di biomolecole. Controllo termodinamico. 11) Proteine che effettuano trasferimento elettronico. Cluster Ferro-Zolfo. Proteine blu di rame. Citocromi. Trasferimento elettronico a lunga distanza. 12) Metalloenzimi: legame del substrato ed attivazione mediante meccanismi non redox. Carbossipeptidasi. Fosfatasi alcalina. Anidrasi carbonica. Deidrogenasi alcoolica. 13) Chimica del trasferimento di atomi e gruppi di atomi. Trasporto di ossigeno molecolare: emoglobina-mioglobina, emeritrina, emocianina. Reazioni di trasferimento di atomi di ossigeno: citocromo P-450. Metano monoossigenasi. Ribonucleotide riduttasi. Solfito ossidasi. Metalloenzimi protettivi: Cu-Zn superossidodismutasi. Catalasi.
Prerequisiti
Per poter seguire con profitto il corso di chimica bioinorganica lo studente deve avere acquisito i concetti di base della chimica generale ed inorganica, della chimica dei composti di coordinazione, della chimica organica e della chimica biologica.
Testi di riferimento
PRINCIPLES OF BIOINORGANIC CHEMISTRY di Stephen J. Lippard e Jeremy M. Berg - University Science Books Dispense del corso Presentazioni di power point usati per le lezioni
Frequenza
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata per poter comprendere meglio gli argomenti trattati ed avere la possibilità di chiedere al docente spiegazioni e chiarimenti.
Modalità di esame
L'esame prevede una prova orale che consiste in una discussione della durata di 30 minuti circa finalizzata a verificare l'apprendimento critico degli argomenti svolti e la capacita' di approfondimento personale.
Bibliografia
1) Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life – An Introduction and Guide W. Kaim, B. Schwederski, A. Klein Wiley (2013) 2) Terry A. Brown, Conoscere la biochimica Zanichelli editore 2018
Modalità di erogazione
Questo corso di 6 CFU consiste in lezioni frontali di due ore ciascuna, due volte a settimana dall’inizio di Marzo all’inizio di Giugno. La frequenza alle lezioni è facoltativa ma ovviamente fortemente consigliata.
  • Codice insegnamento1026798
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoChimica
  • CurriculumChimica Organica e Biomolecolare
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDCHIM/03
  • CFU6
  • Ambito disciplinareDiscipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche