Rocco ROSSANO | BIOCHIMICA GENERALE ED ENZIMOLOGIA

BIOCHIMICA GENERALE ED ENZIMOLOGIA cod. FA0508
	SCUOLA di SCIENZE AGRARIE, FORESTALI, ALIMENTARI ed AMBIENTALI
	Laurea
	TECNOLOGIE ALIMENTARI
	9

Moduli

	AF Cod.	SSD	CFU	Ore	Ciclo	Docente	Carico didattico
1	BIOCHIMICA GENERALE ED ENZIMOLOGIA
	FA0508	BIO/10	9	80	Primo Semestre	ROSSANO Rocco	ESE:16 - LEZ:64

Scheda

	Lingua insegnamento
	Italiano

	Obiettivi formativi e risultati di apprendimento
	Conoscenze e capacità di comprensione: Conoscenze scientifiche di base sui componenti molecolari della cellula, sui meccanismi molecolari legati al metabolismo delle proteine, carboidrati e lipidi, sui processi biochimici correlati con la produzione, conservazione e utilizzazione dell’energia metabolica. Conoscenze sulla cinetica enzimatica e sulla regolazione dell’attività degli enzimi. Conoscenze sull’importanza della dieta sulla salute e sullo stato di benessere dell’uomo, con particolare riferimento al ruolo degli antiossidanti naturali e degli acidi grassi poliinsaturi. Conoscenze applicate e capacità di comprensione: Capacità di analizzare la struttura e le funzioni delle biomolecole. Capacità di analizzare i meccanismi alla base della regolazione delle principali vie metaboliche. Capacità di analizzare le interconnessioni tra le diverse vie metaboliche. Capacità di analizzare i fattori alla base della regolazione enzimatica. Capacità di pianificare ed applicare protocolli relativi all’estrazione, al dosaggio di proteine da diverse matrici e al dosaggio enzimatico. Autonomia di giudizio: Capacità di valutare autonomamente le relazioni tra struttura e funzioni svolte dalle biomolecole. Capacità di valutare autonomamente i meccanismi molecolari del metabolismo delle biomolecole, e dei processi correlati con la produzione, conservazione e utilizzazione dell’energia. Capacità di valutare autonomamente i fattori alla base della regolazione dell’attività degli enzimi. Capacità di valutare gli aspetti funzionali della dieta. Abilità di comunicare: Capacità di comunicare ed illustrare, in contesti scientifici e/o divulgativi, le vie metaboliche delle principali biomolecole, le correlazioni esistenti tra le diverse vie metaboliche. Capacità di comunicare l’impatto della nutrizione sulla salute e sul benessere umano. Capacità di apprendere: capacità di accedere e comprendere la letteratura scientifica del settore, al fine di essere in grado di seguire con profitto eventuali corsi di specializzazione, seminari specialistici e master

Obiettivi formativi e risultati di apprendimento

Conoscenze e capacità di comprensione: Conoscenze scientifiche di base sui componenti molecolari della cellula, sui meccanismi molecolari legati al metabolismo delle proteine, carboidrati e lipidi, sui processi biochimici correlati con la produzione, conservazione e utilizzazione dell’energia metabolica. Conoscenze sulla cinetica enzimatica e sulla regolazione dell’attività degli enzimi. Conoscenze sull’importanza della dieta sulla salute e sullo stato di benessere dell’uomo, con particolare riferimento al ruolo degli antiossidanti naturali e degli acidi grassi poliinsaturi.

Conoscenze applicate e capacità di comprensione: Capacità di analizzare la struttura e le funzioni delle biomolecole. Capacità di analizzare i meccanismi alla base della regolazione delle principali vie metaboliche. Capacità di analizzare le interconnessioni tra le diverse vie metaboliche. Capacità di analizzare i fattori alla base della regolazione enzimatica. Capacità di pianificare ed applicare protocolli relativi all’estrazione, al dosaggio di proteine da diverse matrici e al dosaggio enzimatico.

Autonomia di giudizio: Capacità di valutare autonomamente le relazioni tra struttura e funzioni svolte dalle biomolecole. Capacità di valutare autonomamente i meccanismi molecolari del metabolismo delle biomolecole,

e dei processi correlati con la produzione, conservazione e utilizzazione dell’energia. Capacità di valutare autonomamente i fattori alla base della regolazione dell’attività degli enzimi. Capacità di valutare gli aspetti funzionali della dieta.

Abilità di comunicare: Capacità di comunicare ed illustrare, in contesti scientifici e/o divulgativi, le vie metaboliche delle principali biomolecole, le correlazioni esistenti tra le diverse vie metaboliche. Capacità di comunicare l’impatto della nutrizione sulla salute e sul benessere umano.

Capacità di apprendere: capacità di accedere e comprendere la letteratura scientifica del settore, al fine di essere in grado di seguire con profitto eventuali corsi di specializzazione, seminari specialistici e master

	Prerequisiti
	Al fine di una soddisfacente comprensione degli argomenti del corso viene richiesta una buona conoscenza di base di diversi concetti di chimica generale e di chimica organica già acquisiti dagli studenti

	Contenuti del corso
	Il corso è suddiviso in 8 blocchi Blocco 1 (6 h, lezione): Il materiale biologico. I bioelementi. Isotopi. Le biomolecole. Elettronegatività. Il mondo dell’acqua. I legami. Legami a idrogeno. L’acqua come solvente. Idrofilicità, idrofobicità. L’effetto idrofobico e le interazioni idrofobiche. Le molecole asimmetriche. Blocco 2 (8 h, lezione): Aminoacidi e proteine: struttura e funzione. Conformazione nativa e denaturazione. Carboidrati. Epimeri. Isomeri. Polisaccaridi. Polisaccaridi complessi. Lipidi. Struttura e nomenclatura degli acidi grassi. ?-3 e ?-6. Membrane biologiche. Classificazione dei lipidi di membrana. Lipid rafts. Struttura generale dei nucleotidi. Blocco 3 (5 h, lezione): L’equilibrio chimico. Energia libera. Spontaneità e reversibilità delle reazioni. L'ATP e gli altri composti ad alto livello energetico. I sistemi di trasporto transmembrna. Blocco 4 (10 h, lezione): Glicolisi da glucosio e da altri zuccheri. Conversione di glucosio in piruvato, lattato o etanolo. Respirazione cellulare. Decarbossilazione del piruvato ad acetil-CoA. Ciclo di Krebs. Le reazioni anaplerotiche. Reazioni redox. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Controllo respiratorio. Shuttles. Blocco 5 (12 h, lezione): Metabolismo del glicogeno. Via dei pentosifosfato. Gluconeogenesi. Ossidazione e sintesi degli acidi grassi. Sintesi dei corpi chetonici. Sintesi del colesterolo. Vie generali della degradazione degli aminoacidi. Reazioni di transaminazione. Ciclo dell'urea. Ruolo dei mitocondri nelle sintesi. Regolazione del metabolismo e correlazioni metaboliche. Blocco 6 (13 h, lezione): Nutrizione e salute. Aspetto funzionale della dieta. Gli antiossidanti naturali della dieta e gli acidi grassi polinsaturi (PUFA), caratteristiche, funzioni e metabolismo. Blocco 7 (10 h, lezione): Cinetica enzimatica. Sito attivo. Formazione del complesso enzima-substrato. Il modello di Michaelis-Menten. Significato di Km e Vmax. Grafico dei doppi reciproci. Specificità, saturazione e inibizione. Perfezione catalitica. Inibizione competitiva, non competitiva e anticompetitiva. Classificazione e nomenclatura degli enzimi. Cofattori e coenzimi. Vitamine idrosolubili. Modulazione dell’attività enzimatica. Influenza dei parametri chimico-fisici. Enzimi allosterici. Modificazioni covalenti. Zimogeni. Isoenzimi. Enzimi costitutivi e indotti. Meccanismo delle reazioni a due substrati. Dosaggio quantitativo degli enzimi. Dosaggio enzimatico del substrato. Principi generali per l’estrazione da materiale biologico e da matrici alimentari. Purificazione degli enzimi. Comportamento degli enzimi in soluzione. Criteri di purezza. Conservazione degli enzimi. Zimografia. Meccanismi di catalisi. Catalisi covalente e basi di Shiff. Inibitori suicidi e marcatori di affinità. Blocco 8 (16 h, esercitazioni in laboratorio): Preparazione di soluzioni e buffer per l’estrazione di proteine da matrici alimentari, dosaggio quantitativo di proteine per via spettrofotometrica. Estrazione di enzimi da matrici alimentari e biologiche, dosaggio quantitativo di enzimi o di substrato per via enzimatica.

Contenuti del corso

Il corso è suddiviso in 8 blocchi

Blocco 1 (6 h, lezione): Il materiale biologico. I bioelementi. Isotopi. Le biomolecole. Elettronegatività. Il mondo dell’acqua. I legami. Legami a idrogeno. L’acqua come solvente. Idrofilicità, idrofobicità. L’effetto idrofobico e le interazioni idrofobiche. Le molecole asimmetriche.

Blocco 2 (8 h, lezione): Aminoacidi e proteine: struttura e funzione. Conformazione nativa e denaturazione. Carboidrati. Epimeri. Isomeri. Polisaccaridi. Polisaccaridi complessi. Lipidi. Struttura e nomenclatura degli acidi grassi. ?-3 e ?-6. Membrane biologiche. Classificazione dei lipidi di membrana. Lipid rafts. Struttura generale dei nucleotidi.

Blocco 3 (5 h, lezione): L’equilibrio chimico. Energia libera. Spontaneità e reversibilità delle reazioni. L'ATP e gli altri composti ad alto livello energetico. I sistemi di trasporto transmembrna.

Blocco 4 (10 h, lezione): Glicolisi da glucosio e da altri zuccheri. Conversione di glucosio in piruvato, lattato o etanolo. Respirazione cellulare. Decarbossilazione del piruvato ad acetil-CoA. Ciclo di Krebs. Le reazioni anaplerotiche. Reazioni redox. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Controllo respiratorio. Shuttles.

Blocco 5 (12 h, lezione): Metabolismo del glicogeno. Via dei pentosifosfato. Gluconeogenesi. Ossidazione e sintesi degli acidi grassi. Sintesi dei corpi chetonici. Sintesi del colesterolo. Vie generali della degradazione degli aminoacidi. Reazioni di transaminazione. Ciclo dell'urea. Ruolo dei mitocondri nelle sintesi. Regolazione del metabolismo e correlazioni metaboliche.

Blocco 6 (13 h, lezione): Nutrizione e salute. Aspetto funzionale della dieta. Gli antiossidanti naturali della dieta e gli acidi grassi polinsaturi (PUFA), caratteristiche, funzioni e metabolismo.

Blocco 7 (10 h, lezione): Cinetica enzimatica. Sito attivo. Formazione del complesso enzima-substrato. Il modello di

Michaelis-Menten. Significato di Km e Vmax. Grafico dei doppi reciproci. Specificità, saturazione e inibizione.

Perfezione catalitica. Inibizione competitiva, non competitiva e anticompetitiva. Classificazione e

nomenclatura degli enzimi. Cofattori e coenzimi. Vitamine idrosolubili. Modulazione dell’attività enzimatica.

Influenza dei parametri chimico-fisici. Enzimi allosterici. Modificazioni covalenti. Zimogeni. Isoenzimi.

Enzimi costitutivi e indotti. Meccanismo delle reazioni a due substrati. Dosaggio quantitativo degli enzimi.

Dosaggio enzimatico del substrato. Principi generali per l’estrazione da materiale biologico e da matrici

alimentari. Purificazione degli enzimi. Comportamento degli enzimi in soluzione. Criteri di purezza.

Conservazione degli enzimi. Zimografia. Meccanismi di catalisi. Catalisi covalente e basi di Shiff. Inibitori suicidi

e marcatori di affinità.

Blocco 8 (16 h, esercitazioni in laboratorio): Preparazione di soluzioni e buffer per l’estrazione di proteine da

matrici alimentari, dosaggio quantitativo di proteine per via spettrofotometrica.

Estrazione di enzimi da matrici alimentari e biologiche, dosaggio quantitativo di enzimi o di substrato per via enzimatica.

	Programma esteso
	Il materiale biologico. I bioelementi. Isotopi. Le biomolecole. Elettronegatività. Il mondo dell’acqua. I legami. Legami a idrogeno. L’acqua come solvente. Idrofilicità, idrofobicità. L’effetto idrofobico e le interazioni idrofobiche. Le molecole asimmetriche. Aminoacidi e proteine: struttura e funzione. Conformazione nativa e denaturazione. Carboidrati. Epimeri. Isomeri. Polisaccaridi. Polisaccaridi complessi. Lipidi. Struttura e nomenclatura degli acidi grassi. ?-3 e ?-6. Membrane biologiche. Classificazione dei lipidi di membrana. Lipid rafts. Struttura generale dei nucleotidi. L’equilibrio chimico. Energia libera. Spontaneità e reversibilità delle reazioni. L'ATP e gli altri composti ad alto livello energetico. I sistemi di trasporto transmembrna. Glicolisi da glucosio e da altri zuccheri. Conversione di glucosio in piruvato, lattato o etanolo. Respirazione cellulare. Decarbossilazione del piruvato ad acetil-CoA. Ciclo di Krebs. Le reazioni anaplerotiche. Reazioni redox. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Controllo respiratorio. Shuttles. Metabolismo del glicogeno. Via dei pentosifosfato. Gluconeogenesi. Ossidazione e sintesi degli acidi grassi. Sintesi dei corpi chetonici. Sintesi del colesterolo. Vie generali della degradazione degli aminoacidi. Reazioni di transaminazione. Ciclo dell'urea. Ruolo dei mitocondri nelle sintesi. Regolazione del metabolismo e correlazioni metaboliche. Nutrizione e salute. Aspetto funzionale della dieta. Gli antiossidanti naturali della dieta e gli acidi grassi polinsaturi (PUFA), caratteristiche, funzioni e metabolismo. Cinetica enzimatica. Sito attivo. Formazione del complesso enzima-substrato. Il modello di Michaelis-Menten. Significato di Km e Vmax. Grafico dei doppi reciproci. Specificità, saturazione e inibizione. Perfezione catalitica. Inibizione competitiva, non competitiva e anticompetitiva. Classificazione e nomenclatura degli enzimi. Cofattori e coenzimi. Vitamine idrosolubili. Modulazione dell’attività enzimatica. Influenza dei parametri chimico-fisici. Enzimi allosterici. Modificazioni covalenti. Zimogeni. Isoenzimi. Enzimi costitutivi e indotti. Meccanismo delle reazioni a due substrati. Dosaggio quantitativo degli enzimi. Dosaggio enzimatico del substrato. Principi generali per l’estrazione da materiale biologico e da matrici alimentari. Purificazione degli enzimi. Comportamento degli enzimi in soluzione. Criteri di purezza. Conservazione degli enzimi. Zimografia. Meccanismi di catalisi. Catalisi covalente e basi di Shiff. Inibitori suicidi e marcatori di affinità. Esercitazioni in laboratorio: Preparazione di soluzioni e buffer per l’estrazione di proteine da matrici alimentari, dosaggio quantitativo di proteine per via spettrofotometrica. Estrazione di enzimi da matrici alimentari e biologiche, dosaggio quantitativo di enzimi o di substrato per via enzimatica.

Programma esteso

Il materiale biologico. I bioelementi. Isotopi. Le biomolecole. Elettronegatività. Il mondo dell’acqua. I legami. Legami a idrogeno. L’acqua come solvente. Idrofilicità, idrofobicità. L’effetto idrofobico e le interazioni idrofobiche. Le molecole asimmetriche.

Aminoacidi e proteine: struttura e funzione. Conformazione nativa e denaturazione. Carboidrati. Epimeri. Isomeri. Polisaccaridi. Polisaccaridi complessi. Lipidi. Struttura e nomenclatura degli acidi grassi. ?-3 e ?-6. Membrane biologiche. Classificazione dei lipidi di membrana. Lipid rafts. Struttura generale dei nucleotidi.

L’equilibrio chimico. Energia libera. Spontaneità e reversibilità delle reazioni. L'ATP e gli altri composti ad alto livello energetico. I sistemi di trasporto transmembrna.

Glicolisi da glucosio e da altri zuccheri. Conversione di glucosio in piruvato, lattato o etanolo. Respirazione cellulare. Decarbossilazione del piruvato ad acetil-CoA. Ciclo di Krebs. Le reazioni anaplerotiche. Reazioni redox. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Controllo respiratorio. Shuttles.

Metabolismo del glicogeno. Via dei pentosifosfato. Gluconeogenesi. Ossidazione e sintesi degli acidi grassi. Sintesi dei corpi chetonici. Sintesi del colesterolo. Vie generali della degradazione degli aminoacidi. Reazioni di transaminazione. Ciclo dell'urea. Ruolo dei mitocondri nelle sintesi. Regolazione del metabolismo e correlazioni metaboliche.

Nutrizione e salute. Aspetto funzionale della dieta. Gli antiossidanti naturali della dieta e gli acidi grassi polinsaturi (PUFA), caratteristiche, funzioni e metabolismo.

Cinetica enzimatica. Sito attivo. Formazione del complesso enzima-substrato. Il modello di