Obiettivi Formativi

Il corso verterà sulla conoscenza dei processi biochimici di base finalizzati alla comprensione strutturale e funzionale dei sistemi cellulari. Gli studenti, attraverso le conoscenze pregresse, acquisiranno una nuova visione e una nuova competenza sulle biomolecole (proteine, acidi nucleici, zuccheri e lipidi) riuscendo a comprendere la relazione esistente tra la loro struttura e la funzione cellulare, tissutale e degli organi.

Learning Goals

The course will focus on the knowledge of basic biochemical(s) processes aimed at understanding of the structure and function of cellular systems. Students, through previous knowledge, will gain a new vision and new skills on the biomolecules (proteins, nucleic acids, sugars and lipids) failing to understand the relationship between their structure and function of cells tissue and organs.

Metodi didattici

Sono previste lezioni frontali, esercitazioni e seminari.

Teaching Methods

Are scheduled lectures, tutorials and seminars.

Prerequisiti

Chimica generale e organica.

Prerequisites

General and organic chemisttry.

Verifiche dell'apprendimento

L’apprendimento verrà accertato attraverso verifiche in itinere e un esame finale orale.

Assessment

Learning will be determined through along the way testing and a final oral examination.

Programma del Corso

Cenni sulla struttura delle cellule eucariotiche e procariotiche. Struttura e composizione delle membrane biologiche con particolare riguardo alle membrane plasmatica e mitocondriale. Composti ad alto tenore energetico. Struttura e funzione dell’ATP. Sintesi della creatina e della fosfocreatina. Struttura e funzione delle macromolecole biologiche: Carboidrati (monosaccaridi, disaccaridi, omo- ed etero polisaccaridi naturali, glicoproteine e glicolipidi). Lipidi (acidi grassi, gliceridi, fosfolipidi, sfingolipidi steroidi e lipoproteine). Acidi nucleici (nucleotidi purinici e pirimidinici). Proteine: Classificazione, struttura e proprietà degli aminoacidi. Punto isoelettrico. Amminoacidi essenziali. Amminoacidi non proteici. Legame peptidico. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine fibrose e globulari. Cheratine, collageno, mioglobina, emoglobina. Affinità di mioglobina ed emoglobina per l’ossigeno. Trasporto della CO2. Gli enzimi: Catalisi enzimatica. Complesso enzima-substrato. Equazione di Michaelis e Menten. Fattori che influenzano l'attività enzimatica. Regolazione dell’attività enzimatica: modificazioni covalenti, allosteria, isoenzimi. Struttura e funzione di Superossido dismutasi, catalasi, glutatione perossidasi e glutatione reduttasi. Ossigeno e suoi prodotti di riduzione intermedia. Vitamine: definizione, relazione tra vitamine e coenzimi, strutture dei coenzimi. Nicotinammide, riboflavina, tiamina, piridossina, acido pantotenico, biotina vitamina B12 e acidi folici. Acido ascorbico. Vitamine liposolubili. Metabolismo dei glucidi: Glicolisi e sua regolazione nei diversi tessuti. Fermentazione lattica. Fermentazione alcolica. Decarbossilazione ossidativa del piruvato. Ciclo di Krebs. Via dei pentoso fosfati. Gluconeogenesi. Ciclo del gliossilato. Metabolismo del glicogeno. Adrenalina. Glucagone. Insulina. Metabolismo dei lipidi: Catabolismo degli acidi grassi saturi, insaturi, a numero dispari di atomi di carbonio. Corpi chetonici. Biosintesi degli acidi grassi. Trigliceridi. Fosfolipidi. Sfingolipidi. Biosintesi del colesterolo. Catena di trasporto degli elettroni. Fosforilazione ossidativa. Conservazione dell'energia. Metabolismo delle proteine. Metabolismo generale degli amminoacidi: transaminazione, deaminazone, decarbossilazione. Ciclo dell'urea. Biosintesi e degradazione dell'eme.

Course Syllabus

Notes on the structure of eukaryotic and prokaryotic cells. Structure and composition of biological membranes with particular regard to plasma and mitochondrial membranes. High-energy compounds. Structure and function of ATP. Creatine and phosphocreatine synthesis. Structure and function of biological macromolecules: Carbohydrates (monosaccharide, disaccharide, homo- and hetero natural polysaccharides, glycoproteins and glycolipids). Lipids (fatty acids, glycerides, phospholipids, sphingolipids, steroids and lipoproteins). Nucleic acids (purine and pyrimidine). Proteins: Classification, structure and properties of amino acids. Isoelectric point. Essential amino acids. Non-protein amino acids. Peptide bond. Primary, secondary, tertiary and quaternary proteins structure. Fibrous and globular proteins. Keratin, collagen, myoglobin, hemoglobin. Oxygen affinity of myoglobin and hemoglobin. CO2 transport. Enzymes: Enzyme catalysis. Enzyme-substrate complex. Michaelis-Menten equation. Factors affecting enzyme activity. Enzyme activity Regulation: covalent modifications, allostery, isoenzymes. Structure and function of superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and glutathione reductase. Oxygen and its interim reduction products. Vitamins: definition, relationship between vitamins and coenzymes, structures of co-enzymes. Nicotinamide, riboflavin, thiamine, pyridoxine, pantothenic acid, vitamin B12, biotin and folic acid. Ascorbic acid. Liposoluble vitamins. Carbohydrates metabolism: Glycolysis and its regulation in the different tissues. Lactic fermentation. Alcoholic fermentation. Oxidative decarboxylation of pyruvate. Krebs cycle. Pentose phosphate pathway. Gluconeogenesis. Glyoxylate cycle. Glycogen metabolism. Adrenaline. Glucagon. Insulin. Lipid metabolism: Catabolism of saturated fatty acids, unsaturated, in odd number of carbon atoms. Chetonic bodies. Fatty acids biosynthesis. Triglycerides. Phospholipids. Sphingolipids. Cholesterol biosynthesis. The electron transport chain. Oxidative phosphorylation. Conservation of energy. Protein metabolism: Amino acids general metabolism: transamination, deaminazone, decarboxylation. Urea cycle. Heme biosynthesis and degradation.