PROGRAMMA DI CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA – MEDICINA E CHIRURGIA CORSO “E” INTRODUZIONE –Materia, energia e sistemi di misura ATOMI – Teoria atomica – Particelle subatomiche – Modello atomico quantistico – Configurazione elettronica – Tavola periodica degli elementi . LEGAMI CHIMICI – Elettronegatività – Regola dell’ottetto – Legame ionico – Legame covalente omopolare, eteropolare, dativo – Orbitali ibridi, angoli di legame e rappresentazione delle formule di struttura – Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari. NOMENCLATURA – Composti Binari, Ternari – Nomenclatura classica e IUPAC – Formule di struttura dei composti inorganici REAZIONI CHIMICHE - Peso molecolare - Concetto di mole - Bilanciamento delle equazioni chimiche PROBLEMI - Rapporti ponderali - Stechiometria - Reagente limitante – Resa percentuale STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA – Interazioni intermolecolari – Dipolo/Ione, Dipolo/Dipolo, Dipolo/Dipolo indotto, Dipolo transiente/Dipolo indotto, legame idrogeno SISTEMA GASSOSO – Parametri descrittivi del sistema disperso (Pressione, Temperatura, Volume, mole ) - Gas ideale e le sue leggi – Miscele gassose – Gas reali PROBLEMI – Applicazioni numeriche delle leggi che descrivono i gas ideali SISTEMA LIQUIDO – Parametri descrittivi del sistema fluido (Tensione superficiale, densità, viscosità, calore specifico) – Temperatura di ebollizione – Equilibrio fisico - Transizioni di fase – Curva di riscaldamento dell’acqua - Diagramma di stato H2O SOLUZIONI – Solventi e soluti – Elettroliti - Fattori che influenzano la solubilità – Soluzioni sature - Unità di misura delle soluzioni (percentuali in peso, frazione molare, molarità, molalità) – Applicazioni numeriche PROBLEMI – Conversione tra unità di misura PROBLEMI – Miscelazioni NON reattive PROPRIETA’ COLLIGATIVE – Abbassamento della tensione di vapore – Abbassamento del punto di congelamento – Innalzamento della temperatura di ebollizione – Pressione osmotica – Binomio di Van’t Hoff PROBLEMI – Proprietà colligative REAZIONI CHIMICHE E VELOCITA’ DI REAZIONE – Come si misura la velocità di reazione – Teoria dell’urto efficace – Energia di attivazione – Ordine di reazione e modelli cinetici. REAZIONI CHIMICHE ED EQUILIBRIO CHIMICO – Equilibri chimici omogenei ed eterogenei - Costante di equilibrio – Principio di Le Chatelier – Effetto delle variazioni di Pressione/Volume, Temperatura e catalizzatore. PROBLEMI – Applicazioni numeriche su equilibri in fase omogenea o eterogenea ACIDI E BASI – Definizione di Acido/Base secondo Arrenius, Bronsted/Lowry e Lewis – Acidi/Basi forti e deboli - Costante di dissociazione Acido/Base – Acidi poliprotici - Prodotto ionico dell’acqua – Concetto di pH IDROLISI SALINA – Sali neutri, acidi o basici – Costante di idrolisi PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo del pH delle soluzioni Acide/Basiche SOLUZIONI TAMPONE – Equilibri multipli in soluzione e meccanismo di mantenimento del valore di pH costante PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo del pH delle soluzioni tampone TITOLAZIONE ACIDO/BASE – Principio della titolazione – Titolazione Acido Forte/ Base Forte – Titolazione Acido Debole/Base Forte – Curve sperimentali delle titolazioni PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo del pH delle titolazioni REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE E PILE ELETTROCHIMICHE – Reazioni RedOx – Concetto di semireazione - Celle elettrogalvaniche – Equazione di Nernst e f.e.m. PROBLEMI – Applicazioni numeriche sul calcolo della f.e.m. Nomenclatura , forma e simmetria delle molecole organiche. Idrocarburi: alifatici (saturi ed insaturi), lineari e ciclici; aromatici. Composti eterociclici. Geometria e forma delle molecole organiche. Isomeria. Gruppi funzionali e cenni sulle loro reazioni caratteristiche. Nomenclatura IUPAC delle molecole organiche. Amminoacidi e proteine. Proprietà stereochimiche ed acido-base degli amminoacidi. Legame peptidico e catene polipeptidiche. Legame disolfuro. Le proteine: strutture primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Meccanismi del ripiegamento tridimensionale delle proteine; denaturazione e rinaturazione delle proteine. Il sito attivo. Carboidrati. Natura chimica e stereoisomeria dei monosaccaridi; strutture cicliche e mutarotazione. Il legame glicosidico; disaccaridi; omopolisaccaridi; eteropolisaccaridi. Importanza biologica degli zuccheri. Lipidi. Acidi grassi; mono -, di- e trigliceridi; fosfogliceridi e sfingolipidi; cenni sulla struttura delle membrane cellulari. Il colesterolo, i suoi esteri ed i suoi derivati; cenni sulla loro importanza nella fisiologia dell’uomo

CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA – Tiziana Bellini - FELTRINELLI CHIMICA MEDICA Guida all’autovalutazione – Arcari et al. – ESCULAPIO STECHIOMETRIA, un avvio allo studio della chimica – Ivano Bertini et al. – Casa Editrice Ambrosiana

Stabilità dei legami chimici nella materia vivente. Rilevanza del legame idrogeno. Polarità strutturale nelle macromolecole biologiche. Aminoacido come costituenti delle proteine. I 20 amminoacidi proteici. La struttura generale di un amminoacido. Classificazione degli amminoacidi sulla base della natura chimica della catena laterale. Configurazione del C-alfa. Isomeri D e L. Isomeri R e S. Enantiomeri e diastereoisomeri. Polarimetro. Proprietà acido-base degli amminoacidi. pK dei gruppi amminici e carbossilici in C-alfa e in catena laterale. Curve di titolazione. Ponti disolfuro. Aminoacidi aromatici e Legge di Lambert-Beer. Modifiche post-traduzionali negli amminoacidi. Amminoacidi non proteici biologicamente attivi. Separazione degi amminoacidi per elettroforesi, cromatografia su strato sottile e HPLC. Livelli strutturali nelle proteine. Classificazione delle proteine per struttura o funzione. la struttura primaria e il legame peptidico. Caratteristiche chimiche e di risonanza del legame peptidico. Calcolo del pI di peptidi. Assi di rotazione della catena polipeptidica. Strutture secondarie e grafico di Ramachandran: alfa-elica, beta-filamenti e foglietti, ripiegamenti beta. Influenza della catena laterale degli aminoacidi nella formazione delle strutture secondarie. Acidi nucleici. Gli acidi nucleici (DNA or RNA) come polimeri lineari di nucleotidi. L’anello ribofuranosico nei nucleotidi e le sue possibili conformazioni. Numerazione degli anelli. le basi azotate puriniche e pirimidiniche. Le forme tautomeriche cheto-enoliche. Nucleosidi e nucleotidi. Conformazioni sin-anti zucchero-base azotata. Assorbimento della luce UV delle basi azotate.Il legame fosfodiestere. L’appaiamento delle basi secondo Watson e Crick: interazioni canoniche. Solco minore e maggiore nel DNA. Appaiamenti non-canonici (Hoogsteen). Modificazioni chimiche dei nucleotidi da parte di agenti ambientali: radiazioni UV e ionizzanti. I derivati dei nucleotidi come sostanze biologicamenteubiquitarie negli organismi viventi. Modificazioni Chimiche dei nucleotidi: Metilazioni, deamminazioni e depurinazioni.

Le slide delle lezioni sono messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma E-learning. CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA – BETELHEIM ET AL. – EdiSES

MODULO DI CHIMICA ORGANICA E PROPEDEUTICA DI BIOCHIMICA 1)introduzione orbitali e nomenclatura alcani 2)analisi conformazionale 3)termodinamica e cinetica 4)alcheni 5)stereochimica 6)alogenuri alchilici 7)alcoli eteri e tioli 8)aldeidi e chetoni 9)acidi carbossilici e derivati 10)carboidrati 11)lipidi e membrane biologiche

testi suggeriti dal titolare del corso Prof. E. Lendaro Tiziana Bellini: Chimica medica e Propedeutica Biochimica. Zanichelli