Docente
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BOFFI ALBERTO
(programma)
1. COMPOSIZIONE DELLA MATERIA VIVENTE
Cenni su nucleotidi, aminoacidi, proteine, glucidi e lipidi. Le principali reazioni chimiche di interesse biologico: la sostituzione nucleofila bimolecolare, le reazioni di ossidoriduzione. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Struttura degli acidi nucleici. Visualizzazione della struttura tridimensionale delle proteine, il Protein Data Bank. Le membrane biologiche.
2. SISTEMATICA DI PROTEINE ED ENZIMI
Classificazione degli enzimi e principi di cinetica enzimatica. Il modello di Michaelis e Menten. Le proteine di trasporto: albumina, emoglobina e mioglobina. I cofattori enzimatici: NAD, FAD gruppo eme. I canali ionici e pompe ioniche: canali del potassio. Le immunoglobuline ed il riconoscimento antigene-anticorpo.
3. I PROCESSI METABOLICI
Anabolismo e catabolismo, i processi di conversione dell’energia e della materia nella biosfera. La glicolisi anaerobia. Respirazione cellulare e funzionamento della catena respiratoria mitocondriale. La fotosintesi, fase luminosa e ciclo di Calvin. La fissazione dell’azoto nella biosfera, ruolo delle nitrogenasi.
4. PROCESSI INTEGRATI CELLULARI
Trascrizione e traduzione, il meccanismo della sintesi proteica. Accoppiamento eccitazione contrazione, ciclo del calcio e contrazione muscolare. Il sistema di degradazione controllata delle proteine: il proteasoma e le ubiquitina ligasi. La trasduzione del segnale.
5. METODOLOGIE FISICHE NELL’ANALISI DI SISTEMI BIOLOGICI
Interpretazione qualitativa e quantitativa dell’interazione fra radiazione luminosa e materia biologica. Il modello dell’elettrone ottico, il modello di Franck e Condon e le sue applicazioni nelle spettroscopie di assorbimento UV-Vis-IR, fluorescenza e Raman. La cristallografia a raggi X nella determinazione della struttura delle proteine. Metodi di cinetica rapida per la determinazione dell’attività enzimatica.
Dispense fornite dal docente e materiale didattico svolto nelle lezioni.
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI e MULTIMEDIALI
1. Lehninger “Principles of Biochemistry” da consultazione sugli argomenti indicati nel programma.
2. Videos (Titoli)
“The Structure of DNA” (MIT x Bio)
“DNA translation and transcription” (Eslam Fahmy)
“Photosynthesis Light reaction, Calvin cycle, Electron Transport 3D Animation” (Encyclopédie Médicale)
“Photosynthesis (Light Reactions)” (ndsuvirtualcell)
“Gradients (ATP Synthases)” (ndsuvirtualcell)
http://www.sci.sdsu.edu/movies/actin_myosin_gif.html
3. PDB Molecules of the months (http://pdb101.rcsb.org/motm)
“ATP synthase, Hemoglobin, trypsin, cytochrome c oxidase, rubisco, potassium channels”
4. Research articles (reviews, open access)
- Caffarri S, Tibiletti T, Jennings RC, Santabarbara S. A comparison between plant photosystem I and photosystem II architecture and functioning. Curr Protein Pept Sci. 2014;15(4):296-331.
- Hu Y, Ribbe MW. A journey into the active center of nitrogenase. J Biol Inorg Chem. 2014 Aug;19(6):731-6.
5. Dispense su metodologie biofisiche
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