Medicina e chirurgia "E" (abilitante all'esercizio della professione di Medico Chirurgo) - Polo Pontino

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 (collagene), mioglobina, emoglobina • conoscere le proprietà e la funzione degli enzimi e dei meccanismo di controllo e regolazione dell’attività enzimatica • 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 • 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. Nozioni preliminari: composizione chimica della materia vivente. Proprietà dell'acqua. Sistemi tampone biologici. Proteine: amminoacidi. Stereochimica, classificazione, proprietà acido-base, punto isoelettrico. Legame peptidico, struttura e proprietà. Grafico di Ramachandran. Glutatione. Struttura generale e maturazione dell'insulina. Struttura delle proteine: livelli di organizzazione. Domini e motivi strutturali. Collagene e sua maturazione. Vitamina C: struttura e ruolo. Patologie associate ad alterazioni nel collagene. Alfa-cheratine. Emoglobina e mioglobina, struttura e funzione. Curva di saturazione. Equazione di Hill. Cooperatività e le sue basi strutturali. Effetti Bohr ed Haldane. Effettori allosterici (2,3-BPG, CO2, H+, Cl-). Trasporto di CO2 nel sangue. I modelli allosterici. Emoglobinopatie. Introduzione alla proteomica. Ripiegamento delle proteine. Denaturanti chimici e fisici. Proteine che assistono il ripiegamento. Chaperoni e chaperonine.. L'effetto idrofobico. L'esperimento di Anfinsen e il paradosso di Levinthal. Basi biochimiche di malattie neurodegenerative causate da misfolding. Principi di metodologia biochimica. Metodi di purificazione e caratterizzazione delle macromolecole: cromatografie, elettroforesi, spettrofotometria. Isolettrofocalizzazione e SDS-PAGE (1D e 2D). Cenni di spettrometria di massa e cristallografia, Enzimi. Nomenclatura enzimatica e classificazione Catalisi e energia libera di attivazione. Proprietà generali degli enzimi: velocità di reazione, specificità e stereospecificità della reazione, regolazione. Cinetica chimica: velocità di reazione, ordine di reazione, costanti di velocità specifica di primo ordine e di secondo ordine. Cinetica enzimatica: Lo stato pre-stazionario (cenni) e lo stato stazionario. Equazione di Michaelis-Menten. Significato di KM e Vmax (kcat) e costante di specificità. Determinazione grafica dei parametri di stato stazionario. Trasformazioni lineare: Lineweaver-Burk. Inibizione enzimatica: inibizione competitiva, incompetitiva mista,. Meccanismi catalitici : acido-base, covalente e metallico-mediata (anidrasi carbonica, lisozima, proteasi a serina e aspartil proteasi). Vitamine idrosolubili. Vitamine del gruppo B. Fonti di vitamine e patologie associate a carenze vitaminiche. Coenzimi vitaminici e loro struttura Coagulazione del sangue – Aggregazione piastrinica e rilascio di effettori. Fattori coinvolti nella coagulazione: proteasi a serina, Ca2+ e fosfolipidi. Struttura del fibrinogeno e sua polimerizzazione. Transglutaminasi e legami crociati. Protrombina e sua attivazione. Vitamina K e il suo ruolo nella sintesi dell’acido gamma-carbossiglutammico (Gla). Anticoagulanti e fibrinolisi. Glucidi. Proprietà generali e classificazione. Monosaccaridi e legame glicosidico. Disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi (amido, glicogeno, cellulosa). Glucidi di riserva e strutturali. Eteropolisaccaridi. Glicosamminoglicani e matrice extracellulare. Glicoproteine. Proteoglicani. Lipidi. Proprietà generali e classificazione. Acidi grassi saturi e insaturi. Lipidi di riserva. Triacilgliceroli. Classificazione dei lipidi di membrana. Fosfoglicerolipidi e sfingolipidi. Colesterolo e derivati. Acido arachidonico e suoi derivati. 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 (trasportatori del glucosio, trasportatore cloro-bicarbonato). Canali ionici e pompe. Lipoproteine: struttura, funzioni e riconoscimento. Vitamine liposolubili: A, D, E, K. La struttura degli acidi nucleici - La struttura del DNA. Stabilità del DNA: denaturazione e rinaturazione (ibridizzazione). Le proprietà topologiche del DNA. Organizzazione dei cromosomi. La struttura dell’RNA. Metodi sperimentali per la separazione di acidi nucleici: elettroforesi e centrifugazione. Interazione DNA-proteine La tecnologia del DNA ricombinante -Amplificazione del DNA. Clonaggio genico. PCR e le sue applicazioni in medicina. Sequenziamento del DNA. Nuovi prodotti delle biotecnologie. Proteine ricombinanti e biofarmaci. Silenziamento genico (RNA interference). Editing del DNA (CRISPR-Cas9)

DL Nelson & MM Cox - Principi di Biochimica di Lehninger (ottava edizione) - Zanichelli D. Voet, JG Voet, CW Pratt - Fondamenti di Biochimica (quinta edizione) - Zanichelli